化学所在聚合物纳米复合水凝胶方面取得重要进展
在国家自然科学基金委、北京市科技新星计划、中科院青年创新促进会等的支持下,化学所绿色印刷院重点实验室的科研人员与相关单位合作,近年来在聚合物基纳米复合材料领域取得系列研究进展。
在聚合物/碳纳米粒子复合材料方面,研究人员采用自行分子结构设计的新型Gemini表面活性剂使碳纳米管(CNT)均匀分散在无规聚苯乙烯(aPS)基体中(Polymer, 2009, 50, 5787),制备了CNT充分剥离并均匀分散的间规聚苯乙烯(sPS)/原始CNT复合材料(Carbon, 2010, 48, 1434),得到了具有优异热电性能的PEDOT/rGO复合材料(J. Mater. Chem. A, 2013, 1, 12393);在光谱学研究聚合物纳米复合材料方面,研究了CNT对sPS/CNT纳米复合材料薄膜单轴拉伸过程中聚合物分子取向的影响(Chem. Commun., 2011, 47, 899),结合偏振拉曼光谱和SEM技术进一步研究了CNT的取向以及sPS的主链和侧基的取向因子(f)的改变机制(Soft Matt., 2011, 7, 4039),提出了原位变温FTIR技术定量测量sPS介晶相的方法(RSC Adv., 2013, 3, 12631)。
最近,他们制备了不含有机溶剂且具有优异力学性能的新型PAM/LDH纳米复合水凝胶。该NC水凝胶不仅可以承受拉伸、弯曲、打结或压缩等变形,而且具有超级可拉伸性能:未经水膨胀的原始水凝胶的断裂伸长率高于4000%,经水膨胀处理后在整个拉伸机测试量程内不断裂(>6236%)。另外,原始水凝胶在拉伸过程中表现出异常的屈服行为(图1)。该研究结果近期在Adv. Mater.上发表(Adv. Mater., 2014, 26, 5950)。
图1 PAM/LDH纳米复合水凝胶的超级可拉伸性能与微米-纳米多级网络结构
绿色印刷院重点实验室
2014年9月19日
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