桐油悬挂链辅助的高强自主愈合弹性体设计及其性能优化

为进一步优化自愈材料的力学性能和修复能力,着眼于如何利用天然可再生的林业生物质原料设计制备出兼具高强度与快速自愈效能的新型弹性体材料。以木本油脂——桐油为原料,通过高效氨解反应制备了反应型功能单体(TOD),将其作为“软段”构筑了系列含悬挂链和动态共价键的热塑性聚氨酯弹性体。进一步利用TOD脂肪酸链中共轭双键的氧化交联特性,通过在合成过程中热诱导其自发形成桥接网络结构,最终获得高强度自主愈合材料。采用核磁共振氢谱(~1H NMR)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)确定了TOD单体的化学结构,并证实了其在合成终点后的有效交联,从而贡献体系的机械性能,拉伸强度可达16.16 MPa,断裂应变为1 318%。对弹性体热力学性能分析表明,TOD的引入会显著提升聚合物的玻璃化转变温度,保证材料稳定的力学性能,同时与动态二硫键协同作用实现弹性体在室温环境下的高效自主愈合。制备的薄膜在室温愈合24 h后的愈合效率可达95.4%(以应力为参照)。结果表明:桐油悬挂链的非对称结构能够打破分子链的规整度,进而诱导二硫键在室温下更加快速地复分解,促使材料自愈。此外,由于体系中动态键合结构的存在,交联型聚氨酯在加工温度下表现出优异的热回收利用性能。经过验证,弹性体在多次物理回收后机械性能与初始值保持一致,未出现显著降低。这为木本油脂的高值化利用提供了一种新方法,并丰富现有高性能功能弹性体增强理论体系,也说明,油脂基功能型聚氨酯弹性体具有广阔的应用前景。

基于离子交联橡胶的电磁屏蔽复合材料的制备及其性能

以四硫-丙烯酸锌(SZDA)和碳纳米管(CNTs)制备了离子交联碳纳米管/丁苯橡胶复合材料,采用溶液共混和机械共混法解决了碳纳米管在橡胶基体中因团聚而造成电导率降低的可能,获得了具有电磁屏蔽性和可回收性的双功能复合材料,加入20 wt%CNTs时材料的屏蔽效能达27.29 dB.还探究了厚度对屏蔽性能的影响,当厚度由1 mm增至3 mm时,10 wt%CNTs/SBR材料的屏蔽性能从21.01 dB增至33.42 dB.此外,通过溶剂回收法对交联橡胶进行回收,再以ZnO作为交联剂对回收橡胶重新加工,虽然再加工复合材料的屏蔽性能有所降低,但降低幅度不超过10 dB,仍具有良好电磁屏蔽性.

类玻璃高分子材料应用研究进展

介绍了类玻璃高分子材料(vitrimer)的发展与特性,对其种类以及在各个领域的应用进行了综述。从动态共价化学到共价可适性网络介绍了vitrimer材料的起源与发展,并从中总结了其不同于传统材料的特性。简述了基于不同可交换动态键的vitrimer的种类及其之间的性能差异。主要综述了vitrimer材料在可回收降解塑料、自修复材料和可重复使用的黏接剂、形状记忆材料和液晶弹性体、增材制造等各个领域的应用研究进展。最后结合vitrimer材料的特性与当前的应用需求以及目前应用过程中所遇到的问题对未来vitrimer材料的发展与应用作出了展望。

基于动态受阻脲键的可修复环氧树脂的制备及性能

以大位阻仲胺和异氰酸酯为原料,合成了基于大位阻脲键的环氧固化剂,并以4, 4’-二氨基二苯甲烷为交联剂,制得了基于大位阻脲键的热可逆结构稳定性自修复环氧热固性树脂。对合成的含大位阻脲键的环氧树脂进行了进行拉伸性能测试、热机械性能测试(DMA)、热重测试(TG)、可修复性能和可再加工性能测试。结果表明,拉伸强度达到68.62 MPa,断裂伸长率达到了6.93%,有效解决了环氧树脂的脆性难题,并且能够保持相对优异的力学性能,从而具有实际应用价值。同时,这种新型材料可以在120℃下10 min内实现快速愈合,大位阻脲键赋予了环氧热固性材料优异的再加工性、自愈合性、焊接性、可重塑性、可循环性和形状记忆性。因此,将大位阻脲键引入热固性环氧树脂,为以经济高效的方式制备具有高机械强度和自愈合效率的环氧热固性树脂提供了一种可行的策略。

Vitrimer材料的制备及性能研究进展

Vitrimer材料是一种含动态交联网络的高分子聚合物,在高温条件下,快速的动态交换反应使网络的拓扑结构发生改变和重排,从而使材料具有黏弹性和"流动性";并在保持材料化学结构和性能完整的情况下具有可塑性和可再加工性能。文中重点从酯交换反应、转酰胺反应、二硫化物重排反应和烷基转移反应等可逆交换反应类型论述了近年来国内外Vitrimer材料最新研究进展,对材料的动态可逆机理及性能特征进行了分析和对比,并对未来研究发展趋势进行了展望。

类玻璃高分子的研究进展

类玻璃高分子是基于缔合型共价适应网络的新型高分子材料,简要说明了解离型和缔合型共价适应性网络的概念,着重介绍了缔合型共价适应网络的特点与其可逆反应机理,以及其赋予材料的独特性能;总结了近些年来构成类玻璃高分子网络结构的共价交换反应类型及机制,并分别介绍了各种反应类型的特点及代表性实例,列举了类玻璃高分子最新应用以及不同的增强方法。认为类玻璃高分子的未来发展方向是进一步提高使用寿命与降低再加工温度,也是未来高分子材料发展的趋势。

Integrated Renewable Energy Solutions for Aquaculture Processing Enerfish

The European Union Framework Programme 71 Enerfish project aims to demonstrate a new poly-generation application with renewable energy sources for the fishery industry in Vietnam. The fish processing plant under consideration can be made by energy self-sufficient when all fish waste oil is processed into biodiesel and further converted to electricity and heat （for cooling） in a CHP （combined heat and power） unit. The purpose of the present paper is to discuss the profitability of such plants in southeast Asia. The economic model shows that electricity production is, due to the low electricity tariff, uneconomical （except during electricity blackout）, even if cogeneration heat can be utilized. This prompt a design of the plant whereby the necessary heat for the biodiesel process is taken from the waste heat produced by the compressors of a CO2 cooling system. According to the calculations and assumptions of the present study, the profitability of biodiesel production from fish cleaning wastes in Vietnam depends strongly on the market prices for fish waste and fish oil. Different business case scenarios are described.