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 BV]
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
牧青应助年年采纳,获得50
1秒前
千与千寻发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
1秒前
闪闪的晓丝完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
香蕉觅云应助猫好好采纳,获得20
2秒前
青街向晚完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
NexusExplorer应助朝阳采纳,获得10
3秒前
3秒前
oi发布了新的文献求助10
4秒前
小蘑菇应助竹马子采纳,获得10
4秒前
lbj完成签到,获得积分10
4秒前
118QQ完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
852应助飞天817采纳,获得10
6秒前
dong完成签到,获得积分10
6秒前
哎呀哎呀呀完成签到,获得积分10
6秒前
dave发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
bobecust发布了新的文献求助20
7秒前
7秒前
tayyao发布了新的文献求助30
8秒前
cgl155410完成签到,获得积分10
8秒前
风吹麦浪发布了新的文献求助10
8秒前
忆枫完成签到,获得积分10
9秒前
黄黄发布了新的文献求助10
9秒前
kyslslby完成签到,获得积分10
9秒前
SuperWR发布了新的文献求助10
9秒前
你好纠结伦完成签到,获得积分10
9秒前
Amelk完成签到,获得积分10
9秒前
坚定的海露完成签到,获得积分0
9秒前
10秒前
喜悦的斓发布了新的文献求助10
11秒前
白蒲桃完成签到 ,获得积分10
11秒前
nana发布了新的文献求助10
13秒前
SPP完成签到,获得积分10
14秒前
沙海冬完成签到,获得积分10
15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
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
A Case Study on Hotels as Noncongregate Emergency Living Accommodations for Returning Citizens 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7755555
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9302015
关于积分的说明 20267198
捐赠科研通 7338417
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3311206
关于科研通互助平台的介绍 2462288
邀请新用户注册赠送积分活动 2324587