Toughening diene elastomers by strong hydrogen bond interactions

弹性体 氢键 材料科学 共价键 韧性 二烯 增韧 化学键 复合材料 高分子化学 天然橡胶 分子 化学 有机化学
作者
Ming‐Chao Luo,Jian Zeng,Xuan Fu,Guangsu Huang,Jinrong Wu
出处
期刊:Polymer [Elsevier]
卷期号:106: 21-28 被引量:90
标识
DOI:10.1016/j.polymer.2016.10.056
摘要

Introducing reversible hydrogen bonds as sacrificial bonds is an emerging strategy to improve the toughness of elastomers. However, binary hydrogen bonds are not strong enough and highly dynamic, and thus have only a moderate toughening effect. Here we demonstrate that quadruple hydrogen bonds have a remarkable toughening effect for diene elastomers. To fabricate the quadruple hydrogen bonds toughened elastomer, we graft 2-ureido-4[1H]-pyrimidinone (UPy) groups onto the backbone of polyisoprene (PI). The UPy groups dimerize to form strong hydrogen bonds which have higher bond energy than binary hydrogen bonds. Compared with weak hydrogen bonds with the same mole fraction, the strong hydrogen bonds lead to higher reversible crosslinking density and slower chain mobility of the elastomer; this enables higher energy dissipation as the elastomer is subjected to deformation. As a result, the introduction of UPy significantly increases both the toughness and the tensile strength of the elastomer. Moreover, unlike covalent sacrificial bonds, the hydrogen bonds of UPy are dynamic and show the re-association of sacrificial bonds at room temperature, as evidenced by recovery of hysteresis loop during cyclic tensile tests. This work will not only greatly extend our understanding on the different toughening effects of weak and strong hydrogen bonds, but also help us to rationally design tougher elastomers.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
呜呜呜发布了新的文献求助10
1秒前
孝择发布了新的文献求助20
1秒前
养猪骑士发布了新的文献求助10
2秒前
Wxxxxx完成签到 ,获得积分10
2秒前
李希完成签到,获得积分10
2秒前
迷人宛发布了新的文献求助10
3秒前
领导范儿应助甜甜采纳,获得10
3秒前
地瓜发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
Qinqinasm完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
魔幻的雁风完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
shepherd给shepherd的求助进行了留言
4秒前
5秒前
方可以完成签到 ,获得积分10
5秒前
情怀应助道明嗣采纳,获得10
5秒前
5秒前
momo完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
6秒前
无限的板栗完成签到 ,获得积分10
6秒前
小太阳在营业应助HJJHJH采纳,获得20
6秒前
否定之否定完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
Tian发布了新的文献求助10
7秒前
李爱国应助sdl采纳,获得10
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
lulu发布了新的文献求助10
8秒前
刘小饼完成签到,获得积分10
9秒前
时间雨下完成签到 ,获得积分10
9秒前
喻紫寒发布了新的文献求助30
9秒前
cenghao应助呜呜呜采纳,获得10
9秒前
酷波er应助落后小鸽子采纳,获得10
9秒前
10秒前
莉莉安发布了新的文献求助10
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 3000
The Social Psychology of Citizenship 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Discrete-Time Signals and Systems 510
Le genre Cuphophyllus (Donk) st. nov 500
Brittle Fracture in Welded Ships 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5930795
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 6989531
关于积分的说明 15846511
捐赠科研通 5059476
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2721571
邀请新用户注册赠送积分活动 1678488
关于科研通互助平台的介绍 1609988