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圖1. 共聚物的結(jié)構(gòu)、成形性和機(jī)械變形性。 研究者制備了一系列具有彈性的熱塑性聚合物,它們的硬嵌段和軟嵌段排列隨機(jī),在PI主鏈中分別含有軟胺和硬胺。聚合反應(yīng)是通過(guò)BPADA和兩種不同的二胺:氨基丙基端聚二甲基硅氧烷(APPS,軟胺)和4,4'-氧二苯胺(ODA,硬胺)的一鍋反應(yīng)進(jìn)行的(圖1b)。這種優(yōu)化含二胺的硅氧烷在聚合物主鏈中的比例的方法使聚合物具有可拉伸性,同時(shí)保持PI的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。特殊的軟硬塊的比例(R80)導(dǎo)致形成透明和高度拉伸的共聚物,克服了堅(jiān)硬的電子和柔軟的生物組織之間的不匹配。該共聚物可以形成一種超薄的薄片附著在人體皮膚上(圖1c)。通過(guò)AFM觀察到制備的無(wú)規(guī)共聚物表面形貌均勻,均方根粗糙度為9.5 nm。 研究者進(jìn)一步展示了R80共聚物優(yōu)異的可加工性,形成不同的形式,如固體和中空微纖維、納米纖維、復(fù)制模式、紡織涂層以及約50µm的自置薄膜(圖1e)。此外,該共聚物還具有良好的機(jī)械拉伸性能。R80共聚物的薄膜可以拉伸、折疊和軋制,而不會(huì)撕裂或顯示任何變形(圖1f)。
圖3. 熱塑性R80共聚物的熱、光學(xué)和生化性能。 可拉伸材料的另一個(gè)非常理想的性能是熱塑性。結(jié)果表明,R80的Tg為46.6°C(圖3a),而R0、R20和R100的Tg分別為194.8、146.6和−15.0°C。Tg值的變化趨勢(shì)與共聚物模量值的變化趨勢(shì)一致,如圖2c所示。在R80的情況下,共聚物的結(jié)構(gòu)剛度較低,拉伸性能較高,因此Tg較低。 此外,隨著軟胺含量的增加,Td在5% wt.損失的情況下,從421.6°C (R0)到396.2°C (R80)再到363.4°C (R100)的下降趨勢(shì)。Td的降低歸因于隨著軟胺含量的增加,結(jié)構(gòu)剛度的降低,從而使共聚物具有拉伸性和柔軟性,但代價(jià)是高熱穩(wěn)定性。所有共聚物在可見光范圍450 nm波長(zhǎng)處的光學(xué)透射率對(duì)比圖(圖3d)顯示,隨著軟胺含量的增加,其光學(xué)透射率增加。所有樣品在可見光波長(zhǎng)450 nm處的光學(xué)透過(guò)率為75% (R0) ~ 89% (R100)。
<p letter-spacing:normal;line-height:2em;box-sizing:border-box="" !important;"="" style="box-sizing: border-box; outline: 0px; margin: 8px 8px 0px; padding: 0px; font-family: 微軟雅黑, Helvetica, sans-serif; font-size: 16px; max-width: 100%; clear: both; min-height: 1em; color: rgb(51, 51, 51);">雖然該共聚物的最大拉伸性能高達(dá)333%,但它存在可恢復(fù)性問(wèn)題,這是由于與傳統(tǒng)的硅酮彈性體相比,可拉伸共聚物材料的粘彈性。這限制了它使用在高度可伸縮的人類皮膚手肘關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)或手指,但它可以很容易地用于肌肉、面部、背部或內(nèi)臟等部位。該共聚物在環(huán)境條件下具有良好的機(jī)械、化學(xué)和熱穩(wěn)定性。 |