Materiales autorreparables de polímeros en forma de cepillo con entrelazamiento lateral impulsado por fuerzas de Van der Waals

Bin-bin Xu ,  

Hao Zhu ,  

Yu-qing Wang ,  

Xin-feng Tao ,  

Shao-liang Lin ,  

摘要

Inspirados en el proceso de autorreparación del tejido conectivo laxo en el cuerpo humano y su estructura ramificada, se diseñaron y sintetizaron polímeros en forma de cepillo con una estructura ramificada típica. La película de estos polímeros puede realizar un proceso de autorreparación inteligente y eficiente a temperatura ambiente sin depender de enlaces químicos especiales. Partiendo de un monómero funcional acrilato que contiene un grupo carbonilo bromo, se sintetizó un iniciador macromolecular mediante polimerización reversible por adición-fragmentación de transferencia de cadena, combinado con polimerización radicalaria por transferencia atómica para preparar dos tipos de polímeros en forma de cepillo, con un lado de la cadena principal conectado a un metilo y el otro a cadenas laterales de acrilato de etilo/butilo. Se estudió el comportamiento de autorreparación de las películas de estos dos tipos de polímeros en forma de cepillo a temperatura ambiente y en condiciones ácidas, neutras y alcalinas, demostrando buena función de autorreparación, estabilidad frente a ácidos y bases y características elásticas. Finalmente, mediante simulaciones por computadora se exploró el mecanismo biomimético de autorreparación de los polímeros en forma de cepillo, derivado principalmente de las interacciones de Van der Waals entre las cadenas laterales y el entrelazamiento de cadenas. Este estudio no depende de la tradicional dependencia a enlaces químicos especiales en materiales autorreparables, sino que solo se basa en la topología del polímero y las fuerzas de Van der Waals para lograr un proceso de autorreparación eficiente a temperatura ambiente, ofreciendo una nueva perspectiva para diseñar materiales poliméricos inteligentes con autorreparación y estructura simple.

关键词

polímeros en forma de cepillo;fuerzas de Van der Waals;autorreparación;estructura biomimética;entrelazamiento de cadenas

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