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前言
- 摘要：水凝胶是一种通过化学或物理作用交联形成的三维网络高分子材料. 近年来，采用动态共价键交联构建的智能水凝胶因其基础研究的重要性以及在生物医学领域中广泛的应用前景引起了众多科研工作者的关注，因而发展具有环境响应性或自修复特性的凝胶材料，能够满足其在生物医学领域中应用的更高要求. 本文结合国内外关于动态共价键制备刺激响应性凝胶的研究发展现状，系统地总结和评述了一种活性可控交联策略，能够通过控制外界响应刺激可逆地激活或终止“巯基-双硫键”交换反应，进而实现在宏观和微/纳米多尺度下凝胶结构和性能的可控构筑，为凝胶材料的多功能化构建提供了全新的思路，同时也为新型智能生物材料的设计和发展提供了一种普适化方法.关键词：双硫键交换;可控交联;刺激响应性水凝胶;生物医用538|840|0<HTML><网络PDF>更新时间：2021-01-26
- 摘要：橡胶具有独特的高弹性，在国民经济和国防等许多领域中有着不可取代的作用. 橡胶的交联是其获得高弹性的前提，只有经过交联的橡胶才具有实用价值. 但通常交联所形成的共价网络具有不可逆特性，导致橡胶制品一旦成型即无法重塑，同时废弃后的橡胶制品回收利用十分困难. 将动态共价键引入橡胶网络，可以将传统热固性橡胶转化为可重复加工的材料，对满足橡胶日益增长的可持续发展需求具有重要意义. 本文首先简述了动态共价键对橡胶材料设计的意义，重点综述了烯烃橡胶网络中动态共价键的引入方法和性能效应，强调了通过界面动态共价键和牺牲键获得兼具可重复加工、高力学性能和功能的橡胶材料设计思路. 最后对动态共价键交联橡胶面临的挑战和发展方向进行了展望.关键词：橡胶;动态共价键;纳米颗粒;界面交联;增强736|850|0<HTML><网络PDF>更新时间：2021-01-26
- 摘要：液晶聚合物网络(liquid crystalline polymer networks，LCNs)是一类同时具备高分子网络的熵弹性和液晶有序性的聚合物材料. 取向后的单畴LCNs在特定外界刺激下可以产生快速的宏观大形变，作为驱动器和传感器，在人工肌肉、柔性机器人和微机械体系等领域具有广阔的应用前景. 近年来，研究者开发了一种新型的将可交换动态共价键引入LCNs制备可逆形变驱动器的方法. 相比于传统制备方法，该方法不仅是全新的LCNs取向方法，而且赋予了材料一些传统永久交联LCNs不具备的新功能. 本文介绍了近年来研究者在含可交换动态共价键的LCNs驱动器方向的重要研究成果，突出介绍了本课题组在含动态共价键的LCNs驱动器方向的研究进展. 最后，对含可交换动态共价键的LCNs驱动器未来面临的挑战及发展方向进行了展望.关键词：液晶聚合物网络;驱动器;可交换动态共价键631|603|0<HTML><网络PDF>更新时间：2021-01-26
专论
- 摘要：动态共价键在外界刺激(光、热、力、pH)作用下处于可逆的断裂和重新形成的平衡，与传统热固性树脂相比，动态共价键交联的高分子材料(Vitrimer或类玻璃高分子)的分子拓扑结构可动态调整，重排，且其结构构筑和性能研究对于高分子材料的加工成型、循环回收以及自愈合具有重要意义. 本文以可逆共价键反应为线索，整理分析了动态共价键的类型及其动态影响因素，对多种动态共价键在高分子材料设计和构建中的应用做出评述，并对动态共价键高分子材料的未来发展作了展望.关键词：动态共价键;可逆反应;类玻璃高分子;自愈合;热固性树脂2094|2762|0<HTML><网络PDF>更新时间：2021-01-26
综述
- 摘要：使用碳纳米管(CNTs)作为亲二烯体，制备了接枝呋喃官能团的硅橡胶(SiR-Fu)作为二烯体，二者进行Diels-Alder反应，在CNTs与SiR-Fu基体之间构建了可逆共价交联网络，制备了一种同时具有良好的界面粘结、较好的力学强度、高导电性和较好热可逆性质的导电硅橡胶(SiR)复合材料. 其中，CNTs既作为增强填料和导电填料，又能与SiR主链上的呋喃官能团发生Diels-Alder反应而形成动态共价键，使得复合材料具有热可逆性、可回收再利用性且能提高复合材料的界面粘结和力学强度. 较之纯SiR，CNTs含量为10 wt%的复合材料的电导率从2.5 × 10−14 S/cm提高到0.9 S/cm；拉伸强度从0.2 MPa提高到2.3 MPa；对样品进行二次模压成型之后，其拉伸强度回复率为77%，断裂伸长率回复率为88%，电导率回复率为86%.关键词：导电橡胶复合材料;硅橡胶;Diels-Alder反应;热可逆性;碳纳米管450|590|0<HTML><网络PDF>更新时间：2021-01-26
- 摘要：将苯硼酸基团引入水凝胶网络中，以聚乙烯醇(PVA)为胶水，在碱性条件下通过水凝胶表面与PVA形成动态硼酸酯键，实现了含有苯硼酸基团的水凝胶的模块化组装. 通过显微红外表征，证明了在2块水凝胶界面形成了硼酸酯键，并且组装后的水凝胶黏合强度大于水凝胶本体. 随后引入聚阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(METAC)以及N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)实现了双层水凝胶的离子与温度双重刺激响应，并且通过胶水黏合位置的选择，实现了二维与三维复杂形变. 最后通过刺激响应的双重正向叠加制备了抓取力可调的软机械夹具.关键词：动态硼酸酯键;模块化组装;水凝胶驱动器;离子强度响应;温度响应883|826|0<HTML><网络PDF>更新时间：2021-01-26
- 摘要：报道了一种基于亚胺硼酸盐和硼酸酯键的动态共价交联水凝胶. 该水凝胶是通过2-甲酰基苯基硼酸(2-FPBA)与超支化聚乙烯亚胺(PEI)末端的伯胺基团和海藻酸钠(SA)糖单元上的顺式二醇反应形成亚胺硼酸盐-硼酸酯交联结构制得. 该水凝胶制备过程简单，所需高分子材料无需事先进行化学修饰；成胶条件温和，在室温下混合即可快速形成水凝胶. 流变学实验表明，水凝胶力学强度随PEI、2-FPBA和SA中反应基团比例的变化而变化. 同时，由于成胶所用化学键—亚胺硼酸盐和硼酸酯键—均为动态共价键，所得水凝胶还具有良好的自修复和可注射性能，可用作3D打印的水凝胶“墨水”. 体外降解实验结果表明，水凝胶对pH值、H2O2以及多种生物分子(如半胱氨酸、谷胱甘肽以及果糖等)都具有响应性，可用作蛋白药物响应性释放的载体. 进一步体外细胞毒性实验表明，水凝胶对细胞没有明显的毒性，具有良好的生物相容性.关键词：亚胺硼酸盐键;硼酸酯键;自修复水凝胶;可注射性;多重响应性873|676|0<HTML><网络PDF>更新时间：2021-01-26
- 摘要：设计合成了一类含苯硼酸和氨基结构的聚环氧乙烷(PEO)大分子交联剂，利用其与含聚乙烯醇(PVA)的三嵌段共聚物PVA-b-PEO-b-PVA之间的动态共价作用，构筑得到一类在生理pH下稳定，且对葡萄糖有响应的动态共价凝胶；详细研究了交联剂用量、PVA链段长度对凝胶化过程及凝胶稳定性的影响，证明PVA链段越长、交联剂用量越高，凝胶的稳定性越高，同时这类凝胶的屈服力较高，性质上更接近固体. 凝胶在pH = 7.4，37 °C保持其结构稳定性. 进一步发现这类动态共价凝胶具有较强的结构修复能力以及对糖的响应能力，凝胶可包载蛋白质FITC-BSA，加入葡萄糖后，其释放显著加快.关键词：苯硼酸;聚环氧乙烷;聚乙烯醇;水凝胶;葡萄糖响应701|361|0<HTML><网络PDF>更新时间：2021-01-26
- 摘要：通过同时向聚合物的主链和交联点引入2种动态共价键—Diels-Alder (D-A)键和二硫(S―S)键，制备了具有自修复、可重加工性能的聚氨酯(PU-SSDA)弹性体. 一方面分布在主链和交联点的动态键使聚合物分子链通过可逆的断裂重组实现自修复，另一方面，交联的PU中同时存在线性的分子链，从而提高了断面间分子的运动性能，使被破坏的断面间迅速浸润，提高修复效率. PU-SSDA在室温下修复60 min的修复效率可达93%. 此外，这些聚氨酯材料可以利用无溶剂一步法制备，作为环境友好材料具有广泛的应用潜力.关键词：Diels-Alder键;S–S键;室温自修复;重加工;聚氨酯888|799|0<HTML><网络PDF>更新时间：2021-01-26
- 摘要：针对环氧树脂Vitrimer脆性大和强度低的缺点，采用羧酸封端的超支化聚合物Hyper C102来增强增韧戊二酸固化的双酚F环氧树脂(BPF). 傅里叶红外线光谱(FTIR)测试和溶胀实验证明了环氧树脂Vitrimer中共价交联网络的形成. 示差扫描量热法(DSC)和动态热机械性能分析(DMA)测试材料的酯交换速率和动态力学性能，发现Hyper C102改性的环氧树脂Vitrimer在高温下仍然可以发生高效率的酯交换反应，材料的模量可在30 min内松弛到初始模量的1/e. 力学性能测试表明Hyper C102改性环氧树脂Vitrimer的拉伸强度和断裂能分别提高了136%和504%，并拥有着良好的自修复和可重复加工性能. 因此，采用羧酸封端的超支化聚合物改性不仅可以保持环氧树脂Vitrimer的动态酯交换特性，还可以极大地改善其力学性能.关键词：环氧树脂Vitrimer;酯交换反应;超支化聚合物;增韧;自修复700|515|0<HTML><网络PDF>更新时间：2021-01-26
研究论文
