吉林大学孙俊奇教授课题组：高机械强度和高弹性的透明可修复弹性体
对于聚合物弹性体而言，高的机械强度和良好的弹性是追求的目标。但通过增加弹性体材料的交联度实现机械强度增强的同时，会导致弹性体的拉伸性能和恢复性能的下降。因此，如何制备同时具有高机械强度和良好弹性的聚合物弹性体是长期困扰人们的难题。吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室孙俊奇教授领导的研究小组利用基于氢键的聚合物，制备了性能优异的聚合物弹性体材料，该弹性体高度透明，且同时具有高的机械强度、大的形变和良好的弹性。更为重要的是，该弹性体材料具有优异的修复性能，在延长了弹性体材料的使用寿命的同时，提高了材料的可靠性。▲PAA/PEO弹性体材料的制备过程 与以往的弹性体复杂的制备方法不同，该弹性体的制备过程是将聚丙烯酸(PAA)和聚氧化乙烯(PEO)的水溶液直接复合，离心收集PAA/PEO复合物，将复合物在一定的压力下成型，得到透明的、高机械强度、高拉伸性能和高弹性的可修复聚合物弹性体材料。该方法简单、易于规模制备。PAA/PEO弹性体的抗拉强度为约6.4MPa，其断裂强度（即断裂应力除以断裂时样品的实际截面积）高达61MPa。PAA/PEO弹性体在拉伸到其本身长度的35倍时，也能在一定湿度的环境下恢复到原来的形状，表现出良好的弹性性能。由于PAA与PEO之间的可逆的氢键作用力，弹性体材料在断裂后，置于潮湿的环境中（如相对湿度90%的环境）一段时间就可以实现弹性体的完美修复，恢复其原有的透明性和力学性能。单分子力谱等研究结果表明，PAA/PEO弹性体高弹性和良好修复性能源于PAA与PEO间的可逆的氢键作用。PAA/PEO弹性体同时具有良好的抗断裂能力。不同于层层组装得到的PAA/PEO复合膜，基于溶液复合得到的PAA/PEO弹性体在水溶液中表现出更高的稳定性。基于PAA/PEO弹性体制备的含有银纳米线的柔性导体具有出色的修复性能和柔韧性。该工作的意义在于，通过简单的聚合物溶液复合的方法，能够制备自/可修复的、高性能的聚合物弹性体。我们相信，聚合物复合的方法可用于其它自/可修复的高性能聚合物弹性体的制备。▲PAA/PEO弹性体具有优异的弹性▲PAA/PEO弹性体在相对湿度为90%的环境中的修复性能 参考文献：Wang, Y.; Liu,X.; Li, S.; Li, T.; Zhang, W.; Sun, J., Transparent, Healable Elastomers withHigh Mechanical Strength and Elasticity Derived from Hydrogen- Bonded PolymerComplexes. ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, DOI:10.1021/acsami.7b08636.来源：高分子科学前沿
页:
[1]