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可力致变软的高强度低含水量水凝胶

时间:2019/3/29 16:41:26   作者:未知   来源:实验室宣传部   浏览:269   评论:0


一般水凝胶的力学性能与凝胶的含水量紧密相关,然而,在降低含水量以获得较高的力学性能后,凝胶往往会失去延展性。化学交联的水凝胶在凝胶化后其形状一般是永久固定的,不能再成形或再加工,从而限制了水凝胶在不同场合下的应用。

本室结合溶胶凝胶和自由基聚合设计制备了一种可塑的聚丙烯酰胺/锂藻土/二氧化硅双重纳米复合水凝胶 (PAM/ Laponite/SiO2)。得益于物理-化学杂化交联结构,低含水量的双重纳米复合凝胶具有优异的力学性能。含水量为15 wt%的凝胶,压缩到90%不会破裂,强度可以达到1.075 GPa,模量为1.519 GPa。令人兴奋的是,该凝胶表现出力致变软的特性,即施加一定外力后凝胶软化,可像金属铸造一样再加工塑形,而撤去外力后,凝胶又可以在2 min内回到高强状态从而固定形状。造成这种特性的原因在于:在外力作用下,凝胶发热,凝胶中物理键能够快速断裂。当温度高于玻璃化转变温度时,凝胶变软,可塑化加工;撤去外力后,物理键可以很快重新生成,因此凝胶恢复到原来的强度;而整个过程中化学键不被破坏,因此凝胶形状仍然保持。

该论文的第一作者为本室硕士研究生徐华秀。

 

可力致变软的高强度低含水量水凝胶

原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021979719301808



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