wm完美·(中国)电竞竞技平台

　　CCS Chemistry是由中国化学会创办的高水平旗舰新刊，面向全球科学家，收录化学各领域高质量原创科技论文。关注CCS Chemistry，即时获取期刊相关资讯。

　　吉林大学刘小孔课题组利用聚合物溶液复合及模压成型法制备了高完美电竞强度、高模量的PAA-PAH（聚丙烯酸-聚烯丙基胺）聚合物复合材料，同时发展了基于PAA-PAH复合物团聚体（polymer coacervate）对高强度PAA-PAH复合材料进行常温常压修复的新策略。

　　高强度、高模量的聚合物材料的开发一直是高分子研究的关键目标，旨在用轻质且高性价比的塑料代替传统的金属和陶瓷材料。当遭受不可避免的损坏时，材料的自修复性能对有效提高材料的可靠性、延长使用寿命至关重要。近年来，在聚合物材料体系中引入可逆的超分子相互作用或动态共价键成为构筑自修复材料的重要途径。但是目前已报道的研究中，构筑高强度、高模量的自修复聚合物材料仍然面临挑战，可在常温常压下实现自修复的材料主要集中在柔性、低模量的弹性体或水凝胶材料。这是因为高强度、高模量的聚合物材料中高分子链段的运动能力大大受限，即使其内部具有动态可逆的分子间相互作用，其自修复性能仍需在高温、高压、溶剂处理等条件下才能实现完美电竞app免费下载。因此，发展具有自修复性能的高强度、高模量聚合物材料及其简便易行的修复新策略具有重要意义。

　　吉林大学刘小孔课题组基于具有静电和氢键相互作用的PAA和PAH，通过调控PAA和PAH分子间的相互作用，制备了具有同样化学组成而物态不同的两种PAA-PAH复合物材料。其一为具有高强度（断裂强度67 MPa）、高模量（杨氏模量2.0 GPa）的固态PAA-PAH复合材料，其二为具有流动性的PAA-PAH复合物团聚体（图1a）。由于上述两种复合物材料具有同样的化学组成， PAA和PAH之间具有动态可逆的静电和氢键相互作用，所制备的高强度PAA-PAH复合材料可在PAA-PAH团聚体的辅助下实现常温常压下的高效修复（图1b）。

　　作者将PAA与PAH的水溶液进行混合，将产生的复合物沉淀经模压加工并干燥，即可获得外观均一的PAA-PAH复合材料（图2a）。通过精细调节PAA和PAH的比例及其混合溶液的pH值，PAA和PAH之间的静电相互作用和氢键相互作用的比例可以得到精细调控。有趣的是，当PAA与PAH的单体摩尔比为1.6:1.0时，所得到的PAA-PAH复合物在模压过程中发生自组装而原位产生了微相分离结构 （图2b）。其中，静电相互作用的PAA-PAH与氢键相互作用的PAA-PAH具有不相容性，从而导致了类似于嵌段共聚物自组装的微相分离现象。在上述微相分离结构中，基于氢键相互作用的PAA-PAH纳米粒子均匀地分散于基于静电相互作用的PAA-PAH连续相中（图2b）。因此， PAA-PAH静电交联网络被PAA-PAH氢键纳米粒子进一步交联，从而赋予了PAA-PAH复合材料“双交联”的结构而大大增强了其机械性能。所得到的PAA-PAH复合材料的断裂强度达67 MPa，杨氏模量达2.0 GPa，其机械性能可媲美商业化的PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）材料（图2c，d）。

　　此外，作者通过在PAA和PAH溶液中加入盐完美电竞（NaCl）而屏蔽PAA与PAH之间的静电相互作用，制备得到了具有流动性的“类液体”PAA-PAH复合物团聚体（coacervate）（图3a-i）。这一PAA-PAH团聚体可作为修复剂，对上述高强度PAA-PAH复合材料进行常温常压下的高效修复。当PAA-PAH复合材料断裂后，仅需在其断裂面涂抹少量PAA-PAH团聚体并将断裂面拼合，待PAA-PAH团聚体在室温固化后即可实现对PAA-PAH复合材料的修复（图3a-ii/iii）。经修复后的PAA-PAH复合材料几乎可以完全恢复其原有的机械性能（图3b）。同时，上述 PAA-PAH团聚体也可用来修复其他能够与PAA或PAH发生相互作用的材料。例如，基于PAA和PEO （聚环氧乙烷）复合物制备的柔性弹性体材料也可通过PAA-PAH团聚体实现高效修复（图3c，d）。

　　这一研究工作不仅发展了一种简便廉价的方法来制备高机械性能的聚合物复合材料，而且提出了一种新的基于超分子相互作用的材料修复新策略。同时，这一研究工作证实了基于简便的聚合物复合可实现对复合材料微观结构的调控，对于发展具有有序微结构的聚合物复合材料及其结构-性能关系研究具有重要意义。由于聚合物复合物团聚体能够与多种材料形成超分完美电竞子相互作用，所报道的基于聚合物团聚体的修复方法有望用于多种材料的常温常压修复。该工作以 Research Article 的形式发表在 CCS Chemistry完美电竞app免费下载，并在CCS Chemistry官网“Just Published”栏目上线。

　　扫描或长按以下二维码，关注CCS Chemistry微信公众号，及时了解CCS Chemistry发表的最新杰出研究成果。

　　原标题：《CCS Chemistry “修”铃还须“聚”铃人——方法简便，修复简单的高机械性能聚合物复合材料》

　　本文为澎湃号作者或机构在澎湃新闻上传并发布，仅代表该作者或机构观点，不代表澎湃新闻的观点或立场，澎湃新闻仅提供信息发布平台。申请澎湃号请用电脑访问。