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Polybutadiene Vitrimers Based on Dioxaborolane Chemistry and Dual Networks with Static and Dynamic Cross-links
Macromolecules ( IF 5.1 ) Pub Date : 2019-09-12 , DOI: 10.1021/acs.macromol.9b01288
Antoine Breuillac 1 , Alexis Kassalias 1 , Renaud Nicolaÿ 1
Macromolecules ( IF 5.1 ) Pub Date : 2019-09-12 , DOI: 10.1021/acs.macromol.9b01288
Antoine Breuillac 1 , Alexis Kassalias 1 , Renaud Nicolaÿ 1
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Vitrimers are polymer networks able to change their topology through degenerate exchange reactions. As a result, they behave like elastic solids when the topology of the network is frozen and like viscoelastic liquids at high temperatures. Controlling the dynamics of molecular exchange is essential to regulate the solid-to-liquid transition temperature in elastomeric vitrimers. In this study, such materials were prepared by the radical grafting of a bis-thiol dioxaborolane onto a low molar mass unentangled polybutadiene. All the resulting elastomeric vitrimers fully relax stress and are reprocessable and recyclable. Because of the low molar mass of the thermoplastic precursor, the low number of cross-links per chain, and the dynamics of the dioxaborolane exchange reaction, these vitrimers dissolve in tetrahydrofuran after prolonged immersion time at room temperature. Creep-recovery experiments at various temperatures show that both the viscosity and the viscosity activation energy of vitrimers can be controlled by manipulating the cross-linking density. This feature offers a new perspective on developing vitrimers with improved creep resistance at service temperatures and desirable flow properties at processing temperatures. In order to prepare reprocessable elastomers with improved creep resistance, we prepared dual networks that feature both dynamic and static cross-links. Even with fractions of static cross-links sufficient to form a percolated network, these dual networks are fully recyclable and exhibit strong adhesion with welding times as short as 2 min at 150 °C.
中文翻译:
基于二氧杂硼烷化学和具有静态和动态交联的双网络的聚丁二烯三元共聚物
Vitrimers是能够通过简并交换反应改变其拓扑结构的聚合物网络。结果,当网络拓扑被冻结时,它们的行为像弹性固体,而在高温下的行为像粘弹性液体。控制分子交换的动力学对于调节弹性体trimer中的固液转变温度至关重要。在这项研究中,通过将双硫醇二氧杂硼烷自由基接枝到低摩尔质量的未缠结聚丁二烯上来制备此类材料。所有所得的弹性体增容剂都充分缓解了应力,并且可以重新加工和回收。由于热塑性前体的摩尔质量低,每条链的交联数量少以及二氧杂硼烷交换反应的动力学,在室温下延长浸泡时间后,这些vitrimers溶解在四氢呋喃中。在各种温度下的蠕变恢复实验表明,可以通过控制交联密度来控制微粉单体的粘度和粘度活化能。此功能为开发具有改善的在工作温度下的抗蠕变性和在加工温度下具有理想的流动性能的微粉化剂提供了新的视角。为了制备具有改善的抗蠕变性的可再加工弹性体,我们准备了具有动态和静态交联功能的双重网络。即使具有足以形成渗透网络的静态交联部分,这些双重网络仍可完全回收利用,在150°C的焊接时间短至2分钟的情况下仍具有很强的附着力。在各种温度下的蠕变恢复实验表明,可以通过控制交联密度来控制微粉单体的粘度和粘度活化能。此功能为开发具有改善的在工作温度下的抗蠕变性和在加工温度下具有理想的流动性能的微粉化剂提供了新的视角。为了制备具有改善的抗蠕变性的可再加工弹性体,我们准备了具有动态和静态交联功能的双重网络。即使具有足以形成渗透网络的静态交联部分,这些双重网络仍可完全回收利用,在150°C的焊接时间短至2分钟的情况下仍具有很强的附着力。在各种温度下的蠕变恢复实验表明,可以通过控制交联密度来控制微粉单体的粘度和粘度活化能。此功能为开发具有改善的在工作温度下的抗蠕变性和在加工温度下具有理想的流动性能的微粉化剂提供了新的视角。为了制备具有改善的抗蠕变性的可再加工弹性体,我们准备了具有动态和静态交联功能的双重网络。即使具有足以形成渗透网络的静态交联部分,这些双重网络仍可完全回收利用,在150°C的焊接时间短至2分钟的情况下仍具有很强的附着力。
更新日期:2019-09-12
中文翻译:
基于二氧杂硼烷化学和具有静态和动态交联的双网络的聚丁二烯三元共聚物
Vitrimers是能够通过简并交换反应改变其拓扑结构的聚合物网络。结果,当网络拓扑被冻结时,它们的行为像弹性固体,而在高温下的行为像粘弹性液体。控制分子交换的动力学对于调节弹性体trimer中的固液转变温度至关重要。在这项研究中,通过将双硫醇二氧杂硼烷自由基接枝到低摩尔质量的未缠结聚丁二烯上来制备此类材料。所有所得的弹性体增容剂都充分缓解了应力,并且可以重新加工和回收。由于热塑性前体的摩尔质量低,每条链的交联数量少以及二氧杂硼烷交换反应的动力学,在室温下延长浸泡时间后,这些vitrimers溶解在四氢呋喃中。在各种温度下的蠕变恢复实验表明,可以通过控制交联密度来控制微粉单体的粘度和粘度活化能。此功能为开发具有改善的在工作温度下的抗蠕变性和在加工温度下具有理想的流动性能的微粉化剂提供了新的视角。为了制备具有改善的抗蠕变性的可再加工弹性体,我们准备了具有动态和静态交联功能的双重网络。即使具有足以形成渗透网络的静态交联部分,这些双重网络仍可完全回收利用,在150°C的焊接时间短至2分钟的情况下仍具有很强的附着力。在各种温度下的蠕变恢复实验表明,可以通过控制交联密度来控制微粉单体的粘度和粘度活化能。此功能为开发具有改善的在工作温度下的抗蠕变性和在加工温度下具有理想的流动性能的微粉化剂提供了新的视角。为了制备具有改善的抗蠕变性的可再加工弹性体,我们准备了具有动态和静态交联功能的双重网络。即使具有足以形成渗透网络的静态交联部分,这些双重网络仍可完全回收利用,在150°C的焊接时间短至2分钟的情况下仍具有很强的附着力。在各种温度下的蠕变恢复实验表明,可以通过控制交联密度来控制微粉单体的粘度和粘度活化能。此功能为开发具有改善的在工作温度下的抗蠕变性和在加工温度下具有理想的流动性能的微粉化剂提供了新的视角。为了制备具有改善的抗蠕变性的可再加工弹性体,我们准备了具有动态和静态交联功能的双重网络。即使具有足以形成渗透网络的静态交联部分,这些双重网络仍可完全回收利用,在150°C的焊接时间短至2分钟的情况下仍具有很强的附着力。