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                                                      基于超支化聚酰胺胺構建具有非共軛熒光、自愈合和Fe3+離子傳感的混合共價自適應網絡

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                                                      基于超支化聚酰胺胺構建具有非共軛熒光、自愈合和Fe3+離子傳感的混合共價自適應網絡    |    2023-03-10  |   
                                                          瀏覽量:3 | 
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                                                      在過去的十多年中,人們發現了非傳統熒光聚合物(NCFPs),如聚酰胺胺、聚硅氧烷、聚脲、聚醚和聚磷酸鹽,它們在紫外光激發下可以表現出意想不到的發光性能。一般來說,NCFP中豐富的富電子雜原子基團(如酰胺、C=O、C=N等)可以形成分子內或分子間的懸垂簇,從而觸發熒光發射。NCFP中的這些雜原子基團被標記為非常規發色團,NCFP的發光過程屬于非共軛AIE機制。與共軛熒光聚合物不同,NCFPs通常不產生強熒光,因為主要吸收是n-π*激發而不是π-π*激發的結果。交聯NCFP的熒光發射受交聯密度的影響,這為控制NCFP的熒光提供了一種有效的解決方案。特別是,由支化聚合物構建的NCFPs不僅具有聚合端基豐富且可用的優點,而且具有可調的化學結構和熒光,為構建本質熒光熱固性材料提供了極大的便利。

                                                      另一方面,環氧樹脂因其優異的力學性能和熱性能、耐化學性、尺寸穩定性以及優異的加工性能而得到廣泛應用。而傳統的環氧樹脂及其制品由于具有永久的交聯共價網絡,無法修復和回收,造成資源浪費和環境污染。共價自適應網絡(CAN)聚合物或玻璃聚體是一種新型高分子材料,在高溫下通過重新排列拓撲表現出熱塑性延展性和可修復性,同時在使用溫度下表現出與傳統熱固性樹脂相似的行為。亞胺化學又稱希夫堿化學,包括亞胺縮合/水解、亞胺交換和亞胺歧化三個不同的過程,是最常用的動態共價鍵之一。然而,純聚亞胺基CAN材料表現出部分犧牲其化學和熱穩定性由于相對較弱和不穩定的可逆共價鍵。同時包含永久共價結構和動態共價結構的混合網絡,既能實現力學性能又能實現自愈合性能,能有效適應現有熱固性樹脂固化工藝,是實現熱固性樹脂固化的可行策略CAN材料的實際應用。

                                                      五邑大學于暉團隊以超支化聚酰胺胺(HPAMAM)和含醛基的生物基香草醛環氧單體(MB)為原料,采用原位席夫堿反應與環氧開環聚合相結合的方法,制備了一種新型熒光聚合物(NCFP)。由于HPAMAM產生的非共軛熒光,所制備的混合共價自適應網絡(HPAMAM/MB)能發射出強的本征熒光,且熒光強度與交聯密度呈良好的線性相關。同時,由于環氧-席夫堿混合共價自適應網絡,HPAMAM/ MB表現出優異的力學性能和自愈能力,可以通過熒光成像實時監測。以HPAMAM/MB-3為代表,抗拉強度高達76.4 MPa,在140℃、1.5 MPa壓力下,4min內實現裂紋100%修復。特別是HPAMAM/MB-3在Fe3+離子作用下也表現出較強的熒光猝滅?;谏鲜霆毺匦阅?,進一步探索了HP/MB在響應性金屬涂層中的應用潛力,涂層樣品在不同腐蝕階段可以表現出不同程度的熒光猝滅效果。因此,基于NCFP的HPAMAM/MB在熒光傳感器、防偽標簽、自檢測防腐涂料和工程損傷等領域具有很大的應用潛力評估。

                                                      圖1. HPAMAM/MB的制備路線及交聯網絡

                                                      圖2. 固化HPAMAM/MB網絡的集群觸發發射(CTE)機制示意圖

                                                      圖3. 可逆亞胺鍵反應固化HP/MB薄膜的自愈機制

                                                      文獻來源:Wencan Luo, Hui Yu,** Zhenzhen Liud, Rongxian Ou,Chuigen Guo, Tao liub,* Jinwen Zhang. Journal of materials research and technology. 2022, 19, 1699e1710.

                                                      熱銷產品:

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