Hochfester und zäher selbstheilender epoxidierter Naturkautschuk basierend auf der Synergie harter Gruppen und mehrfacher Wasserstoffbrücken

Jie Liu ,  

Peng Sun ,  

Xiao-qian Guo ,  

Wei-wei Lei ,  

He-sheng Wu ,  

Xiang Huang ,  

De-an Shi ,  

摘要

Wasserstoffbrücken werden aufgrund ihrer dynamischen Eigenschaften häufig im Bereich selbstheilender Gummielastomere angewendet. Die bisher berichteten selbstheilenden Gummis mit einfachen Wasserstoffbrücken sind durch die geringe Bindungsenergie der Wasserstoffbrücken begrenzt, was typischerweise zu niedriger Zugfestigkeit (normalerweise unter 3 MPa) führt. Obwohl Doppelnetzwerke aus Wasserstoffbrücken und kovalenten Bindungen die Zugfestigkeit bis zu einem gewissen Grad verbessern können, schwächt die Einführung kovalenter Bindungen die Selbstheilungsfähigkeit und die Wiederverarbeitbarkeit des Materials. In dieser Arbeit wurde durch die Einführung mehrfacher wasserstoffbrückenvernetzender Punkte mit starren Gruppen im epoxidierten Naturkautschuk (ENR) systematisch der Einfluss des Gehalts dieser Vernetzungen auf die physikalisch-mechanischen Eigenschaften, die Selbstheilungsleistung und die Rissbeständigkeit von ENR untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Bruchdehnung dieses Gummimaterials über 1200 % erreichen kann, die Zugfestigkeit bis zu 10,38 MPa beträgt, die Bruchenergie 46,26 MJ/m3 erreicht und es über eine gewisse Selbstheilungsfähigkeit verfügt. Darüber hinaus verbessert diese Art von wasserstoffbrückenvernetzter Struktur die Rissbeständigkeit von ENR deutlich. Diese Arbeit bietet nicht nur neue Ideen für die Entwicklung hochfester und zäher selbstheilender Elastomere, sondern liefert auch eine Referenz für die Entwicklung rissbeständiger Materialien.

关键词

epoxidierter Naturkautschuk; Wasserstoffbrücken; harte Gruppen; hohe Festigkeit und Zähigkeit; Selbstheilung

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