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苏州大学严锋教授团队AM:可水下使用聚离子液体弹性体胶粘剂

高分子科学前沿  · 公众号  · 化学  · 2024-10-25 07:37
    

主要观点总结

本文介绍了一种由苏州大学严锋教授团队研发的新型水下聚离子液体弹性体粘合剂(PIEA)。该粘合剂具有高强度、高韧性、高自愈能力和高离子导电性。通过疏水离子液体单体与丙烯酸的共聚,加入硼酸形成硼酸酯动态交联,PIEA能够在水中实现自发粘附,粘附强度在12小时后可达314 kPa。此外,PIEA还可用于软传感器或离子电极,在水下探测和通信方面具有广泛应用前景。研究工作已发表在《Advanced Materials》上。

关键观点总结

关键观点1: 新型水下聚离子液体弹性体粘合剂(PIEA)的开发

PIEA通过疏水离子液体单体与丙烯酸的共聚,以及硼酸形成的硼酸酯动态交联,具有多种优越性能。

关键观点2: PIEA的粘附机制

PIEA的粘附强度通过硼酸酯键的水解实现,过程中硼酸酯在水中解离,使聚合物侧链的羟基暴露,与界面形成强非共价相互作用,实现自发粘附。

关键观点3: PIEA的特性和应用

PIEA具有高强度、高韧性、高自愈能力和高离子导电性。它可用于软传感器或离子电极,实现水下探测和通信,具有广泛的应用前景。

关键观点4: 研究成果的发表和作者信息

该研究以“Strong, Spontaneous, and Self-Healing Poly(ionic liquid) Elastomer Underwater Adhesive with Borate Ester Dynamic Crosslinking”为题发表在《Advanced Materials》上,第一作者为苏州大学博士研究生李庆宁,通讯作者为严锋教授。


文章预览

由于胶粘剂的水敏性,在水性环境中的粘附往往受到基材表面水层的阻碍,极大地限制了应用环境。因此,开发具有强附着力和通用性的新型水下粘合材料是一个重要的挑战。粘合剂要提高其在水中的粘附强度需要几个条件。首先,需要适量的亲水性链段来破坏水化层,激活粘附表面。其次,疏水结构将潮湿环境中的水层排干,防止吸水和膨胀以保持内聚强度,同时保护亲水单元与底物之间形成的相互作用不受水分子的影响。通过调节亲疏水分子组成,可以去除界面水层并实现紧密的界面结合,从而有助于开发更强的水下粘合剂。 为了解决这一问题, 苏州大学 严锋教授 团队通过 疏水离子液体单体([HPVIm][TFSI])与丙烯酸2-甲氧基乙酯(MEA)的共聚,加入硼酸(BA)形成硼酸酯动态交联,合成了一种具有高强度、高韧性、高自愈能力和高离子导电性 ………………………………

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