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
lili发布了新的文献求助10
刚刚
研友_VZG7GZ应助认真的rain采纳,获得10
3秒前
5秒前
烟花应助彭大采纳,获得10
5秒前
11马完成签到,获得积分10
7秒前
秋秋完成签到 ,获得积分10
7秒前
10秒前
星辰大海应助瘦瘦稀采纳,获得10
11秒前
empty发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
12秒前
12秒前
高兴象完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
15秒前
16秒前
ZYW发布了新的文献求助10
16秒前
JamesPei应助yangyangyang采纳,获得10
16秒前
赘婿应助认真的rain采纳,获得10
17秒前
17秒前
17秒前
17秒前
活泼晓兰完成签到 ,获得积分10
19秒前
20秒前
小度小度发布了新的文献求助10
20秒前
天天快乐应助欣欣采纳,获得10
20秒前
20秒前
luxia完成签到 ,获得积分10
20秒前
lllcccc发布了新的文献求助10
20秒前
21秒前
小度小度发布了新的文献求助10
21秒前
21秒前
小度小度发布了新的文献求助50
21秒前
小度小度发布了新的文献求助10
21秒前
我是老大应助Kannan采纳,获得10
21秒前
小度小度发布了新的文献求助10
21秒前
小度小度发布了新的文献求助10
21秒前
科研通AI6.3应助Esther采纳,获得10
22秒前
充电宝应助empty采纳,获得10
22秒前
怕孤单的奇异果完成签到,获得积分10
22秒前
高分求助中
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Annie Ernaux: De la perte au corps glorieux 600
Petrology and Plate Tectonics,2025 500
Cardiopulmonary Bypass and Mechanical Support: Principles and Practice, Fifth Edition 400
Circular Polar Constellations Providing Continuous Single or Multiple Coverage Above a Specified Latitude 400
Burger's Medicinal Chemistry and Drug Discovery 400
Probability and Stochastic Processes 333
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6749229
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8478697
关于积分的说明 18082150
捐赠科研通 6024216
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3006101
邀请新用户注册赠送积分活动 1982964
关于科研通互助平台的介绍 1950785