基于动态Mg2+-吲哚的可修复可回收聚六氢三嗪薄膜的制备及性能

作者：吴禄锟; 李亿程; **^*; 常冠军^*

来源：高分子材料科学与工程, 2022, 38(09): 124-131.

DOI：10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0189

• 吲哚
• 聚六氢三嗪
• 阳离子-π
• 修复
• 回收

以色胺(Tryp)、聚(丙二醇)双(2-氨基丙醚)(D-400)和多聚甲醛为原料,简单共聚制备一系列吲哚基聚六氢三嗪(IN-PHT)聚合物薄膜材料,将聚合物薄膜用MgCl2水溶液浸泡后烘干,得到Mg2+-吲哚动态交联的聚六氢三嗪(Mg-IN-PHT)薄膜材料。元素分布图证实,Mg2+在聚合物Mg-IN-PHT中存在且分布均匀。利用理论计算模拟、紫外可见吸收光谱法、荧光光谱法等手段证明了Mg-IN-PHT薄膜中Mg2+与吲哚基团间形成了阳离子-π相互作用。通过循环拉伸测试表征了Mg-IN-PHT薄膜的力学性能,测试结果表明,Mg-IN-PHT薄膜具有较强的拉伸强度(16.1 MPa)和韧性(206.2%),明显高于IN-PHT薄膜(11.0 MPa, 117.0%)。一方面,阳离子-π动态交联增大了聚合物网络中的交联密度,从而增强了薄膜的强度;另一方面,柔性聚合物网络受到外部刺激时易发生分子链的滑移,“点-面”阳离子-π相互作用可以更容易地形成和解除,能量耗散效果较好,从而提高了材料的韧性。同时研究了薄膜材料的热稳定性变化,结果表明,Mg-IN-PHT薄膜热分解温度(280℃)和玻璃化转变温度Tg(-10℃)均高于IN-PHT薄膜的热分解温度(234℃)和Tg(-16℃)。另外,动态的“点-面”阳离子-π相互作用赋予了Mg-IN-PHT膜优异的可修复和可回收性能。

• 单位
  中国工程物理研究院激光聚变研究中心; 西南科技大学