Controlling Architecture and Mechanical Properties of Polyether Networks with Organoaluminum Catalysts
Controlling Architecture and Mechanical Properties of Polyether Networks with Organoaluminum Catalysts
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用有机铝催化剂控制聚醚网络的结构和机械性能
DOI：
10.1021/acs.macromol.2c00602
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
5.5
通讯作者：
Sanoja, Gabriel E.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Dookhith, Aaliyah Z.;Lynd, Nathaniel A.;Creton, Costantino;Sanoja, Gabriel E.
软材料可以承受大的、弹性的和可逆的变形，广泛用作弹性体和水凝胶。这些材料构成3-D聚合物网络，并且通常通过交联聚合物链或共聚单体和交联剂来合成。种子研究已经通过交联聚（二甲基硅氧烷），聚（1，4-丁二烯）或四聚（乙二醇）的链实现了对网络结构的控制;然而，随着软材料对机器人，电子和假肢的吸引力，共同设计网络结构，机械和功能特性已经变得紧迫。我们研究了两种有机铝催化剂引发环氧开环聚合合成的聚乙基缩水甘油醚网络的反应途径、网络结构和力学性能之间的关系。关键的结果是，不受控制的聚合产生松散的交联，缠结，柔软，可延伸的网络，而更多的控制聚合，相反，导致高度交联，刚性，脆性网络。这种对网络结构和机械性能的催化控制可以设计出新型软、坚韧和功能性材料。
Soft materials can sustain large, elastic, and reversible deformations, finding widespread use as elastomers and hydrogels. These materials constitute 3-D polymer networks and are typically synthesized by cross-linking polymer chains or copolymerizing monomer and cross-linker. Seminal investigations have enabled control over the network architecture by cross-linking chains of poly(dimethylsiloxane), poly(1,4-butadiene), or tetra-poly(ethylene glycol); however, as soft materials become attractive for robotics, electronics, and prosthetics, codesigning the network architecture, mechanical, and functional properties has become pressing. We investigate the relationship among reaction pathway, network architecture, and mechanical properties in poly(ethyl glycidyl ether) networks synthesized by epoxide ring-opening polymerization with two organoaluminum catalysts. The key result is that uncontrolled polymerizations yield loosely cross-linked, entangled, soft, and extensible networks, whereas more controlled polymerizations, instead, lead to highly cross-linked, stiff, and brittle networks. Such catalytic control over network architecture and mechanical properties could enable design of novel soft, tough, and functional materials.
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--
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