《固體NMR研究自癒合超分子橡膠的自癒合行為微觀機理》是依託南開大學，由孫平川擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：固體NMR研究自癒合超分子橡膠的自癒合行為微觀機理
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：孫平川
- 依託單位：南開大學
- 批准號：21174072
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目以具有自癒合性能的新型超分子橡膠為研究對象，採用系列先進的多尺度固體NMR技術在分子水平上闡明材料自癒合性質的微觀起源及其與微觀結構和動力學的關聯，發展新型自癒合超分子聚合物的製備方法，發展檢測超分子聚合物中弱相互作用、微相結構和鏈運動的固體NMR新技術。具體包括：採用基於質子高分辨及自旋擴散等固體NMR技術研究體系中的超分子相互作用和多尺度的微相結構及其演化規律；採用基於NMR弛豫、化學位移各向異性重聚及二維交換譜等固體NMR技術研究不同時間尺度的鏈運動；在上述結構和動力學研究的基礎上闡明材料自癒合性質的微觀起源，發展有機-無機雜化等調控材料自癒合性能的新方法及相關NMR新技術，進而製備具有可調控自癒合性能的新型超分子聚合物及其納米複合材料。該工作將為設計和製備新型高分子材料提供理論依據，為高分子物理髮展提供新的認識。
結題摘要
本項目以具有自癒合和熱修復性能的新型可逆交聯聚合物為研究對象，發展了表征可逆共價交聯和超分子交聯的自癒合高聚物中多尺度結構和動力學及其複雜固液轉變行為的系列原位變溫固體NMR新技術，為闡明自癒合高分子材料的結構-性能關係提供了重要實驗手段。對超分子自癒合橡膠和可逆交聯的自癒合高聚物中的若干重要科學問題開展研究，獲得的系列結果為構築高性能的自癒合和可再加工聚合物材料提供了新認識，發展了系列仿生設計和製備高性能的自癒合熱可逆交聯聚合物及其納米複合材料的新方法。具體包括： 1. 發展了測定自癒合高分子中動態共價鍵轉變的系列固體NMR 新技術 （1）發展了檢測熱可逆交聯的自癒合高聚物中動態共價鍵轉變的原位高場13C變溫固體NMR新方法，該技術可以實時觀測到DA和RDA反應中化學鍵和動態結構的變化，為揭示具有動態結構的自癒合高分子中的動態鍵演化提供了關鍵檢測工具。 （2）發展了原位低場1H變溫NMR技術實時檢測熱可逆交聯自癒合高聚物中動態共價鍵轉變的多種固體NMR新方法，這些方法具有無損、高靈敏度和快速的特點。 （3）通過低場-高場固體NMR聯用技術揭示了超分子自癒合橡膠中的動力學和結構非均勻性、氫鍵和鏈段複雜動力學行為、微相分離結構以及熱老化的微觀機理。 2. 發展了多種仿生設計和製備熱可逆交聯自癒合高分子材料的新方法 （1）發展了仿生設計和製備熱可逆交聯的自癒合高性能嵌段聚氨酯的新方法，用多種加工成型技術實現了交聯聚合物的再加工，並實現普通聚氨酯的高性能化。 （2）發展了一種新型的單分子DA交聯劑以及一鍋法製備自癒合高性能聚氨酯的新技術，新型的DA單分子交聯劑可替代傳統的多羥基交聯劑，實現了普通聚氨酯的高性能化和再循環利用，是一類具有實際套用前景的新型高性能綠色高分子材料。 （3）發展了仿生設計和製備高性能熱可逆交聯的環氧樹脂、環氧樹脂-聚氨酯及其納米複合材料的新方法，進一步提高了自癒合材料的綜合力學性能。
