With the properties of convenience and directional reversibility, the hydrogen-bonded self-healing materials have a broad application prospect. Based on the significant advantages of controlled radical polymerization (CRP) in the preparation of functional polymers and the accurate synthesis of functional polymers under hydrogen bonding interaction in our previous works, this subject will be systematically built by the powerful combination of CRP and hydrogen bonded self-healing smart materials, centering on the controlled synthesis of hydrogen bonded polymers with different structures and the property studies of the polymer materials. This subject intends to design and synthesize a series of hydrogen bonded vinyl monomers with different structures, and make use of CRP methods to prepare the controllable hydrogen bonded polymers and further study the polymerization kinetics and activity characteristics. Simultaneously, the relationship between the structure and composition of polymer materials and their properties will be also explored, while the effect of the means and intensity of hydrogen bonding interaction among the polymers on the performance of self-healing polymer materials will be deeply investigated to explore the mechanism of the self-healing process. In this subject, the research on a new method to prepare various hydrogen bonded self-healing polymer materials by CRP will be highlighted, with an expectation to design polymer materials which has both controllability and self-healing properties, and further to strengthen the functionality of self-healing materials. Finally, it will provide an efficient and simple CRP reaction system for the preparation of smart materials with remarkable self-healing capacity.
具有便捷和定向可逆性的氢键型自修复材料具有广泛运用前景。基于可控自由基聚合在制备功能性聚合物方面的优势和利用氢键作用实现功能性聚合物精密合成的前期基础,本项目围绕不同结构氢键型聚合物的可控合成及其聚合物材料的性能研究两方面来系统搭建可控自由基聚合与自修复材料之间的强强联合。拟设计一系列不同结构的氢键型乙烯基类单体,并通过可控自由基聚合方法制备出结构可控的氢键型聚合物,研究其聚合反应动力学及可控特征。探讨材料的组成和结构与其性能的关系,深入考察聚合物间氢键作用的方式及强度对自修复聚合物材料自修复性能的影响,探讨自修复的机理过程。重点研究利用可控自由基聚合合成不同氢键型自修复智能材料的新方法,以期设计出兼具自修复性能和可控聚合物特点的聚合物材料,进一步强化自修复材料的功能性。最终利用一种简单、高效的可控自由基聚合反应体系制备出有显著自修复能力的智能材料。
自修复是目前最具吸引力和挑战性的修复损伤的功能之一。目前,以提高合成材料的使用寿命、安全性、能源效率和环境影响等自修复材料正在迅速发展。具有快速和定向可逆性的氢键型自修复材料具有广泛运用前景。基于可控自由基聚合在制备功能性聚合物方面的优势和利用氢键作用实现功能性聚合物精密合成的前期基础,本项目围绕不同结构氢键型聚合物的可控合成及其聚合物材料的性能研究两方面来系统搭建可控自由基聚合与自修复材料之间的强强联合。设计了一系列不同结构的氢键型结构单元(如2-脲基-4[1H]嘧啶酮基团(UPy基团)、四氮唑基团(4VT)、吡啶基团(VP)),并通过可控自由基聚合方法(可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合,原子转移自由基聚合(ATRP)等)制备出结构可控的氢键型聚合物,研究其聚合反应动力学及可控特征。探讨材料的组成和结构与其性能的关系,深入考察合成的聚合物对材料自修复性能的影响,探讨自修复的机理过程。重点研究利用可控自由基聚合合成自修复智能材料的新方法,制备出兼具自修复性能和可控聚合物特点的智能材料。在国家自然科学基金项目支持下,以第一作者发表论文6篇,申请发明专利4项,已公开3项,参加国内外学术会议4次,圆满的完成了项目既定目标。
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数据更新时间:2023-05-31
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