陈强、昝兴杰等：强韧、即时、可重复粘附的自愈合弹性体

heku

近日，我院陈强研究员与昝兴杰研究员合作以国科温研院为第一单位在 Advanced Science (IF 16.806) 杂志上联合发表了Tough, Instant, and Repeatable Adhesion of Self-Healable Elastomers to Diverse Soft and Hard Surfaces为题的学术论文。
　　对于普通聚合物胶粘剂来说，可重复性和高粘接韧性往往是矛盾的，将这两个特性集成到一个粘合系统中仍然是一个艰巨的挑战。可重复性需要粘合剂和基材之间的相互作用是临时的，而高粘附韧性通常是通过永久粘接来实现的。本文报道了一种由软段和硬段组成的粘弹性弹性体，该弹性体在各种软、硬表面上表现出强韧、即时、可重复的粘附特性。这种互斥性的结合是聚合物链的高迁移率和界面周围弹性体的大粘弹耗散协同作用的结果。通过优化弛豫时间和机械耗散，得到的粘附韧性可达到2000J m-2以上，优于目前市面上最好的胶粘剂。

图1. 强韧粘附和可重复粘附机理

　　本论文报告了一种简单的弹性体系统，它可以即时、强韧、可重复的粘附在各种软硬表面。结合这些矛盾性质的关键是将均聚物具有不同玻璃化转变温度(Tg)的丙烯酸酯单体共聚，得到一个Tg略低于室温的共聚物。所得到的粘弹性弹性体，一方面具有较短的松弛时间，另一方面具有较高的能量耗散。这种协同作用使弹性体通过其聚合物链的高迁移率和界面分离时的大滞后表现出可重复且强韧的粘附特性。粘附韧性超过2000 J m-2，而且重复100次以上的粘附/剥离循环，其粘附韧性损失很小。同时，弹性体具有自恢复性、自愈性和良好的耐久性。在一系列丙烯酸酯单体中，制造强韧、可重复粘附的粘弹性弹性体被证明是有效的，表明了该策略的普遍性。最后，由于弹性体和软基板之间的强韧粘附性，我们展示了多层电阻式传感器的简单组装，其组件也可以根据需要拆卸和回收利用。这项工作提供了一种简单的方法来开发强粘合剂，实现在不同表面的强韧和可重复粘附，这为降低工业领域回收混合器件的成本提供了巨大的潜力。
　　原文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202105742


       文章来源：温州研究院
       陈强，1981年4月出生。长期从事高强度水凝胶和功能凝胶材料的研究。在Adv Mater、Adv Funct Mater、Macromolecules、JMCB等国际国内学术期刊上共发表SCI论文30多篇，3篇论文入选ESI高被引论文，论文总引用超过1000次(H指数为17，Google data)，中国化学会会员，是Macromolecules, Chemical Communication, ACS Applied Material & Interface, Journal of Material Chemistry B，Soft Matter,RSC Adv,Desalination, Journal of Applied Polymer Science，Journal of Polymer Research，Iranian Polymer Journal等国际期刊审稿人。
      昝兴杰，长春应化所高分子化学与物理博士，南卡大学博士后，佐治亚理工学院博士后，以组织工程中细胞分化和定向的调控及药物载体设计为主要研究方向。并于2014年11月获得了德国洪堡基金委资助的“洪堡学者”。目前为中国科学院大学温州研究院研究员，致力于具有疾病治疗及促进组织再生或修复功能的医用功能材料的开发。所获基金资助近700万人民币，迄今为止，以第一作者或者通讯作者发表论文共40余篇，其中，影响因子大于10的2篇，属一区文章11篇。共申请发明专利11项。参与或主持的国家、省部、市厅级项目共8项。