张军营、程珏课题组在可3D打印、可回收和可调节的梳/瓶刷型相变聚硅氧烷网络取得进展

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2021年4月24日，北京化工大学材料学院张军营教授与程珏教授在《Energy Storage Materials》期刊上发表了题为“3D Printable, Recyclable and Adjustable Comb/Bottlebrush Phase Change Polysiloxane Networks toward Sustainable Thermal Energy Storage”的研究论文。该工作提出了一种简单、实用且环保的策略来制备可3D打印、可回收和可调节的梳/瓶刷型相变聚硅氧烷网络，推动了热能储存技术的发展。

相变聚硅氧烷网络

       聚合物基固-固相变材料（SSPCMs）因其具有良好的潜热性能且无需进一步封装而备受关注。目前，含有聚乙二醇链段的聚氨酯是使用最广泛的SSPCMs，并且其可通过分子设计实现再利用，但由于原料的毒性和费时的制备过程，限制了其在可持续热能储存中的应用。此外，3D打印技术可帮助SSPCMs克服形状限制并优化结构，从而实现复杂制造和高效热管理。因此，设计可3D打印、可回收、无毒、环保的新型SSPCMs是非常必要的。
       该工作将不同乙烯基含量的聚甲基乙烯基硅氧烷、十八烷硫醇（ODT）和己二醇混合，通过光引发的巯基-烯点击反应，快速高效地制备了结晶聚硅烷网络（Si-ODT-x）。作者系统地讨论了ODT接枝密度对交联网络的相变温度、相变焓、热机械性能和黏弹行为的影响。该网络可通过硅氧烷的平衡、水解和缩合实现降解和回收利用。此外，作者通过液晶SLA技术实现了具有形状记忆行为的Si-ODT-100网络的4D打印。最后，作者利用Si-ODT-25网络的本征柔性和体温相变能力，制备以其为基体的可穿戴、可回收的多响应相变复合材料。
        本文第一作者为我校材料学院博士生马嘉浩，通讯作者为北京化工大学张军营教授和程珏教授，北京化工大学为唯一完成单位。
        文章信息：Jiahao Ma, Tian Ma, Jue Cheng, Junying Zhang. 3D Printable, Recyclable and Adjustable Comb/Bottlebrush Phase Change Polysiloxane Networks toward Sustainable Thermal Energy Storage, Energy Storage Mater. 2021, 39, 294-304.
         原文链接：https://www.sciencedirect.com/sc ... i/S2405829721001732


          文章来源：北京化工大学
          张军营，男，汉，1963年出生，河南省许昌市人，现为北京化工大学材料科学与工程学院任教授、博导，北京化工大学胶接材料与原位固化技术研究室主任。主要从事高性能热固性树脂、合成胶粘剂分子设计与制备以及原位固化技术的教学、研究与开发工作。对环氧树脂合成、固化机理、金属的粘附、湿热老化与性能之间的关系进行过研究，并得到相互作用规律。研究成果用于建筑补强、飞机修补、钢轨粘接、金属粘接、电子灌封、复合材料等领域。在有机硅领域进行过环体的聚合、POSS的合成、湿固化机理及影响、结构与耐温性、湿热老化等方面的研究，用于密封、复合材料制备等领域。在光固化方面进行过原料的合成、光固化涂料的制备进行过研究，用于太阳能电池的保护及玻璃的粘接。在瞬干胶领域，进行过单体合成、稳定性及耐热性的研究。在热熔胶进行过SBS,SIS及石油树脂热熔胶的配方、结构与性能及涂敷工艺方面的研究，已经用于汽车内装饰、商标纸、服装及医疗等领域。
         程珏，北京化工大学教授/博导，聚合物科学系主任。研究领域：1、胶接材料（胶粘剂、基体树脂和涂料粘料）的分子设计、制备方法、构效关系及其应用研究；2、高性能特种结构环氧树脂、有机硅树脂、聚氨酯树脂制备技术开发及性能评价；3、胶接材料原位固化技术与理论；4. 基于热固性树脂3D网络特点的功能性材料制备、结构与性能研究（形状记忆、自愈合和自修复、超级电容器电极材料、相变储能材料、宽温域阻尼材料等）。