粘合剂作为一种具有强粘结作用的软物质材料,已被广泛应用于智能电子、新能源与医疗等领域,在日常生活和工艺生产中发挥着重要作用。现阶段,强粘合剂的设计策略主要集中于纳米级填充物(如粘土、纤维素纳米晶体、聚合物接枝纳米颗粒等)的添加以及化学或物理键的选择。从分子拓扑结构尺度来调节聚合物链之间互穿或缠结等物理连接作用,是制备高性能粘合剂材料的一种潜在策略。
图1 (a)梳状聚合物由于侧链的互穿作用而产生的强粘结剂;(b)梳状聚合物PNB-g-(PEO-co-C6)的合成方法;(c)梳状聚合物的构象图,以φ-1和nsc表示。红色和蓝色部分分别对应瓶刷区和梳状区,边界线由临界拥挤参数Φ*确定。实心符号为本文合成的梳状聚合物。
图3 脱粘速度为20 mm/s下的粘结试验,研究了结构参数对梳状聚合物粘附性能的影响。(a)不同nbb的nbb-17-0.5样品的应力-伸长曲线。插图显示了脱粘过程中纤维状结构的形成;(b)具有不同nsc的四个系列聚合物粘附能Wadh与nbb的关系;(c)不同nsc的190-nsc-0.5样品的应力-伸长曲线;(d)具有相似nbb的三个系列聚合物粘附能Wadh的nsc依赖关系;(e)不同fPEO的170-12.5-fPEO样品的应力伸长率;(f)具有相似nbb的两个系列聚合物粘附能Wadh与fPEO的关系。
图4 不同结构参数梳状聚合物在不同应变速率(0.002~20 s-1)和不同温度(5 ℃, 10 ℃, 25 ℃, 40 ℃)下的粘附能与的关系,参考温度为T0= 25 ℃。
相关成果以“Topology and Dynamic Regulations of Comb-like Polymers as Strong Adhesives”为题发表在高分子专业期刊《Macromolecules》上。华南理工大学博士研究生范志玮为第一作者,华南理工大学华南软物质科学与技术高等研究院孙桃林教授为通讯作者。该工作得到国家自然科学基金和广东省引进创新创业团队计划等项目的支持。
原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.2c01851
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