輪烷是一種獨(dú)特的機(jī)械互鎖結(jié)構(gòu)，其構(gòu)筑成分間能夠發(fā)生滑動或者轉(zhuǎn)動等相對運(yùn)動。這種機(jī)械互鎖的動態(tài)本質(zhì)能夠耗散能量，將其引入到聚合物中能夠展示許多優(yōu)異的特性，例如拉伸性、刺激響應(yīng)性和自愈合性能等。盡管已經(jīng)報道過許多基于環(huán)糊精、冠醚、葫蘆脲等超分子大環(huán)體系的輪烷聚合物，然而單一的依靠相應(yīng)的主客體作用形成的機(jī)械互鎖結(jié)構(gòu)無法賦予聚合物較高的強(qiáng)度。如何協(xié)同其他超分子作用來構(gòu)筑高強(qiáng)度的輪烷聚合物具有非常重要的研究意義。
近期，杭州師范大學(xué)李世軍教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合浙江大學(xué)黃飛鶴教授等發(fā)展了一類基于柱芳烴[2]輪烷的具有輪烷分子內(nèi)氫鍵與輪烷分子間氫鍵的聚合物網(wǎng)絡(luò)，為高強(qiáng)度超分子聚合物網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)筑提出了一種新策略。
圖1 甲基柱[5]芳烴（DMP5）與輪烷r1、r2、r3和r4的部分氫譜
圖3 輪烷聚合物的熱性能與力學(xué)性能測試
研究表明，輪烷中柱芳烴的剛性結(jié)構(gòu)、輪烷分子間氫鍵的交聯(lián)賦予聚合物較高的強(qiáng)度和模量，而輪烷分子內(nèi)氫鍵與柱芳烴在輪軸上的滑移賦予聚合物較高的韌性。此外，利用醋酸根離子和氯離子與脲基團(tuán)形成的離子氫鍵，可以通過引入外加離子調(diào)控聚合物的力學(xué)性能，體現(xiàn)了良好的刺激響應(yīng)性。
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.4c00150
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