面向通用材料的动态共价交联热固性树脂设计合成及其独特结晶、流变与自修复特性研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:21674068
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:63.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:B0110.超分子化学
- 结题年份:2020
- 批准年份:2016
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2017-01-01 至2020-12-31
- 项目参与者:汤嘉陵; 王海江; 潘李李; 邓文秀; 杨广杰; 宁田丽; 赵伟;
- 关键词:
项目摘要
Thermosets are widely used in electronic and aerospace fields due to their excellent mechanical and thermal properties. But due to the irreversibility of traditional covalent bonds, thermosets were difficult to recycle, and thus causing serious environmental problems. In recent years, with the introduction of reversible dynamic covalent bonding into thermoset resin system, thus the traditional thermoset possess interesting malleable and self-healing properties were obtained. This project will go further in to this novel dynamically cross-linked malleable thermoset through the molecular design and network design of -O-CH2-O-, -N-CH2-O-, -N-CH2-N- and -N-CH2-S- dynamic acetal bonding, -CH=N- dynamic Schiff-base bonding and -S-S- dynamic polysulfide bonding. We will thoroughly study the complicated chemical and physical process during thermal processing, and gain insight in to the relationship between the material design of dynamic covalent bonding and their thermal mechanical properties, rheological properties, malleability, weldability and liquid fragility etc. Finally we will establish a model to describe the relation between the network structure of dynamic malleable thermoset resins and their rheology and thermal mechanical properties under the stress field and the thermal fields. We hope through this project, we can lay a solid foundation for the design and synthesis of new dynamic thermosetting resin based on dynamic covalent bonding with unique malleable property, self-healing property and silica-like rheological properties.
热固性树脂以其优异的热机械性能获得了广泛的应用,但是由于传统共价键的不可逆性,热固性树脂在使用后难以回收再利用,从而造成巨大的环境问题。随着动态共价化学的深入,将具有可逆特性的动态共价键引入热固性树脂,赋予其一定程度的可加工性与可修复性。本项目将进一步深入这类新型的动态共价键连接的聚合物网络材料,重点面向通用热固性树脂体系,通过精细的动态缩醛键设计、动态甲亚胺键设计以及动态多硫键设计,深入而系统的研究动态共价键引入通用聚合物材料体系所需要解决的分子设计、材料设计与复合材料制备等难题,详细研究动态共价键的引入及其动力学调控对聚合物树脂体系及其纤维增强复合材料的热机械性能、结晶性能、流变性能以及可加工性、可修复性与液体脆性等的影响规律。建立描述这类新型热固性树脂网络结构演变与力场和热场之间关系的模型。为开发具有通用用途的新型动态共价交联热固性树脂及其纤维增强复合材料打下坚实的基础。
结项摘要
本项目以动态共价化学为基础,特别是利用O、N、S等在通用聚合物中常见的元素进行动态共价网络设计,开展面向通用聚合物材料的新型动态交联热固性树脂的合成、制备与结构-性能关系研究。具体来讲,通过精细的-O-CH2-O-、-N-CH2-O-和-N-CH2-S-等动态缩醛键设计,制备一系列基于聚苯并噁嗪与聚苯并噻嗪结构的Vitrimer材料体系。以价廉而易于获得的单质硫作为单体,利用-S-Sn-S-动态多硫键设计,制备了一系列具有光热双塑化特性的聚硫网络。特别是利用插烯脲结构Vitrimer网络,获得具有优异力学性能与低温加工性能的Vitrimer材料。本项目详细研究了缩醛、多硫键以及插烯脲等动态共价键的引入及其动力学调控对聚合物网络的热机械性能、结晶动力学、流变性能以及可加工性与可修复性等的影响规律。特别是将结晶性引入Vitrimer体系,通过拓扑受限调控动态共价键的动力学特性,为解决Vitrimer材料的加工性与稳定性矛盾提供了全新的策略。项目的研究成果为开发易于大规模工业制备且具有可加工性、可修复性与可回收性的新型Vitrimer聚合物网络材料奠定了较好的基础。
项目成果
期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Robust ambient pressure dried polyimide aerogels and their graphene oxide directed growth of 1D– 2D nanohybrid aerogels using water as the only solvent
坚固的环境压力干燥聚酰亚胺气凝胶及其氧化石墨烯使用水作为唯一溶剂定向生长 1D – 2D 纳米杂化气凝胶
- DOI:10.1039/c7ra01751k
- 发表时间:2017
- 期刊:RSC Advance
- 影响因子:--
- 作者:Guangjie Yang;Tianli Ning;Wei Zhao;Wenxiu Deng;Xikui Liu
- 通讯作者:Xikui Liu
Dynamic polysulfide shape memory networks derived from elemental sulfur and their dual thermo-/photo-induced solid-state plasticity
来自元素硫的动态多硫化物形状记忆网络及其双重热/光诱导固态塑性
- DOI:10.1016/j.reactfunctpolym.2017.10.005
- 发表时间:2017-12
- 期刊:Reactive and Functional Polymers
- 影响因子:5.1
- 作者:Shuhui Zhang;Lili Pan;Leiying Xia;Yanbin Sun;Xikui Liu
- 通讯作者:Xikui Liu
Scalable Ambient Pressure Synthesis of Covalent Organic Frameworks and Their Colorimetric Nanocomposites through Dynamic Imine Exchange Reactions
通过动态亚胺交换反应可扩展环境压力合成共价有机框架及其比色纳米复合材料
- DOI:10.1007/s10118-018-2010-5
- 发表时间:2018
- 期刊:Chinese J. Polym. Sci.
- 影响因子:--
- 作者:Wei Zhao;Jia Qiao;Tianli NING;Xikui Liu
- 通讯作者:Xikui Liu
Covalent organic framework mesocrystals through dynamic modulator manipulated mesoscale self-assembly of imine macrocycle precursors
通过动态调节剂操纵亚胺大环前体的介观自组装共价有机骨架介晶
- DOI:10.1016/j.jcis.2020.02.046
- 发表时间:2020
- 期刊:Journal of Colloid and Interface Science
- 影响因子:9.9
- 作者:Chen Xingshuai;Xia Lieyin;Pan Ruping;Liu Xikui
- 通讯作者:Liu Xikui
Mesoscale self-assembly of reactive monomicelles: General strategy toward phloroglucinol-formaldehyde aerogels with ordered mesoporous structures and enhanced mechanical properties
反应性单胶束的介观自组装:具有有序介孔结构和增强机械性能的间苯三酚-甲醛气凝胶的一般策略
- DOI:10.1016/j.jcis.2018.07.104
- 发表时间:2018
- 期刊:Journal of Colloid and Interface Science
- 影响因子:9.9
- 作者:Yanbin Sun;Lieyin Xia;Jiali Wu;Shuhui Zhang;Xikui Liu
- 通讯作者:Xikui Liu
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- 期刊:Journal of Materials Chemistry A
- 影响因子:11.9
- 作者:刘习奎
- 通讯作者:刘习奎
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- 发表时间:2014
- 期刊:高分子材料科学与工程
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- 作者:刘习奎
- 通讯作者:刘习奎
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