光致驱动聚醚的主/侧链结构设计及光致形变性能调控

报道了一种通过开环聚合与点击化学侧基修饰制备的后功能化光敏性聚醚材料.以烯丙基缩水甘油醚(AGE)为前驱体,通过新戊酸铯催化可控阴离子开环聚合(ROP)获得聚烯丙基缩水甘油醚(PAGE),并通过巯基-烯(Thiol-ene)点击化学和酯化两步反应将光敏基团肉桂酰氯引入到PAGE侧链上,合成了具有光敏特性的聚醚. PAGE的主链长度与肉桂酰氯侧基接枝率可分别通过调控单体/引发剂比例与反应时间灵活调控.将所得侧链修饰后的PAGE预聚物进行光固化成型,获得的光敏性聚酯薄膜具有较低的玻璃化转变温度(T_g),同时可在365和254 nm波长紫外光照下发生可逆[2+2]环加成反应,展现出快速可逆的变形特征.本工作通过开环聚合与点击化学反应设计优化了聚醚主侧链结构,为拓宽光功能性聚醚的使用温度窗口、提升其光致变形灵敏度提供了思路,有望使所得材料进一步在药物可控释放、柔性智能机器人等领域得到更加广泛的应用.     

基体分子运动对聚偏氟乙烯/碳纤维复合材料的聚合物基正温度系数性能的影响

聚合物基正温度系数(PTC)材料中,基体分子在熔体状态下的运动能力可显著影响填料分布、PTC强度及稳定重复性等,明确其机理有利于高灵敏性且稳定可重复的PTC复合材料的设计与制备.通过探究基体熔体黏度不同的聚偏氟乙烯(PVDF)/碳纤维(CF)的电阻-温度响应行为,可以发现复合材料PTC转变温度区间仅取决于基体化学结构与结晶性,而PTC循环稳定性却受到基体分子运动能力的显著影响.当基体分子运动能力较强时,分子链极易黏附填料在CF表面形成包覆层,导致局部填料间距增大到隧穿距离以上,不利于复合材料导电网络的重建,导致随热循环次数增加,复合材料的室温电阻率有所升高,PTC可重复性略微降低.而对基体分子链缠结明显的PVDF/CF复合材料中,运动能力较弱的分子链不会包覆CF粒子,在多次升温-降温循环后导电通路能恢复到初始状态,复合材料呈现良好的PTC可重复性,将其应用于电路过热保护装置时,复合材料表现出灵敏的温度响应特性及可多次循环的开关特性.     

丁腈羟型聚氨酯弹性体的分子结构设计与电机械性能研究

本文对端羟基聚丁二烯丙烯腈液态橡胶(丁腈羟，HTBN)进行端基化改性，合成带不同光活性端官能团的遥爪型丁腈羟(HTBN)预聚物，并最终通过光固化制备了不同分子链结构的丁腈羟型聚氨酯(BNPU)介电弹性体。研究表明，随着前驱体HTBN分子链长度的增加，固化交联后BNPU弹性体的线性链缠结网络密度增加，使得弹性体的模量(Y)和断裂伸长率(E_B)分别最高增加到1.89 MPa与112.26%,同时使弹性体的玻璃化转变温度(T_g)降低。根据活性封端基团的不同，采用季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)封端的HTBN预聚物，光固化后的BNPU弹性体内部形成较大体积位阻的局部交联区域，可使BNPU弹性体的T_g升高，热分解速率降低，同时相分离导致的界面极化增强，从而进一步提升弹性体介电性能：使BNPU弹性体样品在10³ Hz频率下介电常数(ε′)最高达到807,介电损耗保持在1以下。最终局部大位阻交联结构和一定量的氰基结构可协同赋予BNPU弹性体优异的综合电机械性能，克服了纯聚氨酯和高交联度丁腈橡胶模量大、易击穿的问题。