国产精品igao视频网网址不卡日韩,亚洲综合在线电影,亚洲婷婷丁香,黄色在线网站噜噜噜

  具有自愈合和閉環(huán)回收能力的高性能、多功能膠粘劑是電子封裝領(lǐng)域的迫切需求。圍繞該背景，近年來(lái)有關(guān)聚合物可逆交聯(lián)的研究已引起廣泛關(guān)注。一系列可逆交聯(lián)方法已被開(kāi)發(fā)和文獻(xiàn)報(bào)道。雖然這些方法能賦予膠粘劑自修復(fù)和可循環(huán)利用等性能，但不可避免地涉及許多特殊可逆交聯(lián)組分的高比例使用，不僅使制備成本提高，而且過(guò)多的可逆交聯(lián)鍵的存在也不利于膠粘劑的實(shí)際使用性能，如粘接強(qiáng)度和耐溫性能。因此，如何以普通商業(yè)化單體為主要原料，僅僅利用少量的可逆交聯(lián)組分，通過(guò)高效可逆交聯(lián)制得高性能可回收膠粘劑是該領(lǐng)域的重要課題。

  最近，浙工大徐立新/葉會(huì)見(jiàn)課題組研究發(fā)現(xiàn)，可通過(guò)鏈形態(tài)設(shè)計(jì)顯著提高聚合物可逆交聯(lián)效率，使所需交聯(lián)組分用量顯著降低（例如，僅0.30?0.80 mol%），同時(shí)可使所得膠粘劑保持優(yōu)異的粘接、使用穩(wěn)定性、自愈合及可回收等性能（圖1）；該研究揭示了聚合物鏈形態(tài)對(duì)可逆交聯(lián)效率的影響機(jī)制，相關(guān)思路具有良好的普適性，有助于從普通單體原料出發(fā)，通過(guò)高效可逆交聯(lián)制得高性能、自愈合、可回收膠粘劑。

圖1. 基于鏈形態(tài)設(shè)計(jì)的聚合物高效可逆交聯(lián)思路

  該研究首先通過(guò)“鏈行走”乙烯聚合和ATRP技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計(jì)合成了兩類具有不同鏈形態(tài)但組成類似的可逆交聯(lián)大分子。其一為HBPE@PSF（圖2），其具有超支化多臂鏈形態(tài)，由超支化聚乙烯（HBPE）和線形聚苯乙烯側(cè)鏈（PSF）構(gòu)成，其中PSF側(cè)鏈中含有少量可逆交聯(lián)組分（呋喃單體FMA，0.30?0.80 mol%）。另一為線形共聚物PSF（圖3），由苯乙烯和少量可逆交聯(lián)組分（0.20?1.05 mol%呋喃單體FMA）共聚而成。通過(guò)投料比例的控制和改變，可對(duì)上述共聚物結(jié)構(gòu)中的可逆交聯(lián)組分FMA的比例進(jìn)行調(diào)控。

圖2. 超支化多臂可逆交聯(lián)大分子HBPE@PSF的設(shè)計(jì)合成

圖3. 線形可逆交聯(lián)大分子PSF的設(shè)計(jì)合成

  在此基礎(chǔ)上，對(duì)所得共聚物的可逆交聯(lián)行為進(jìn)行了比較研究。在控制條件下利用交聯(lián)劑BMI通過(guò)DA反應(yīng)分別對(duì)HBPE@PSF和PSF進(jìn)行可逆交聯(lián)，重點(diǎn)考察了聚合物鏈形態(tài)對(duì)可逆交聯(lián)速率及效率的影響規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)，與具有線形鏈形態(tài)的PSF體系相比，具有超支化多臂形態(tài)的HBPE@PSF體系呈現(xiàn)出顯著更快的可逆交聯(lián)速率（圖4），以及顯著更高的可逆交聯(lián)效率（圖5）。例如，對(duì)于HBPE@PSF體系，當(dāng)可逆交聯(lián)組分FMA比例僅為0.50 mol%，其可逆交聯(lián)效率可達(dá)139.8，是對(duì)照體系PSF的12倍。

圖4. 聚合物鏈形態(tài)對(duì)可逆交聯(lián)速率的影響規(guī)律

圖5. 聚合物鏈形態(tài)對(duì)可逆交聯(lián)效率的影響規(guī)律

  進(jìn)一步利用FTIR對(duì)HBPE@PSF體系中的可逆交聯(lián)機(jī)理進(jìn)行了研究（圖6）。研究顯示，隨著固化時(shí)間的延長(zhǎng)，體系中呋喃環(huán)的紅外吸收強(qiáng)度隨之逐步下降，與此同時(shí)，通過(guò)DA反應(yīng)所形成的DA環(huán)的紅外吸收強(qiáng)度隨之逐步增加。此外，在110?130 ^oC下對(duì)固化后樣品進(jìn)行解交聯(lián)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)各個(gè)溫度下樣品的解交聯(lián)程度均可以達(dá)到100%，隨著溫度升高解交聯(lián)速率相應(yīng)增加。表明所述HBPE@PSF的可逆交聯(lián)系通過(guò)DA反應(yīng)而實(shí)現(xiàn)。

圖6. HBPE@PSF可逆交聯(lián)機(jī)理研究

  隨后，對(duì)兩類可逆交聯(lián)體系的粘接性能進(jìn)行了比較。發(fā)現(xiàn)盡管所得HBPE@PSF具有較低的可逆交聯(lián)組分比例（0.80 mol%），但交聯(lián)后其粘接性能可得到明顯提升，以玻璃基底為例，其搭接剪切強(qiáng)度可由固化前的0.85 MPa提高到固化后的6.41 MPa，提高了近7.5倍（圖7）。同時(shí)，在聚乙烯、天然橡膠、聚四氟乙烯、金屬鋁和陶瓷等一系列其它基材表面，該共聚物固化后也呈現(xiàn)出較強(qiáng)的粘接性能，顯示出優(yōu)異的基材適應(yīng)性。此外，通過(guò)與線形PSF交聯(lián)體系對(duì)比，發(fā)現(xiàn)具有超支化多臂結(jié)構(gòu)的HBPE@PSF體系具有顯著更優(yōu)的粘接性能（圖8），在玻璃基底表面，隨著可逆交聯(lián)組分比例逐步提高，前者的搭接剪切強(qiáng)度呈現(xiàn)出顯著更快的增長(zhǎng)速率，約為線形體系的80倍。

圖7. HBPE@PSF的粘接性能評(píng)價(jià)

圖8. 聚合物鏈形態(tài)對(duì)粘接性能的影響規(guī)律

  進(jìn)一步，對(duì)所得HBPE@PSF的粘接穩(wěn)定性、自愈合和可回收性能進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn)該超支化多臂可逆交聯(lián)體系，盡管所含的可逆交聯(lián)組分比例較低（僅0.80 mol%），但是由于其高的可逆交聯(lián)效率以及獨(dú)特的鏈形態(tài)，使其作為膠粘劑可呈現(xiàn)出優(yōu)異的耐高溫或低溫、耐化學(xué)介質(zhì)以及儲(chǔ)存穩(wěn)定性能（圖9），同時(shí)顯示出自愈合和可閉環(huán)回收性能（圖10）。

圖9. HBPE@PSF的粘接穩(wěn)定性能評(píng)價(jià)

圖10. HBPE@PSF的自愈合及可回收性能評(píng)價(jià)

  進(jìn)一步，對(duì)上述高效可逆交聯(lián)思路的可推廣性進(jìn)行了考察。參照所述HBPE@PSF的合成方法，通過(guò)“鏈行走”乙烯聚合和ATRP技術(shù)相結(jié)合，分別以丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、乙基丙烯酸甲酯和含氟單體為主要原料，通過(guò)引入少量可逆交聯(lián)組分FMA，設(shè)計(jì)合成了一系列超支化多臂可逆交聯(lián)大分子（圖11），對(duì)其結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行了表征，并對(duì)其粘接性能進(jìn)行了初步評(píng)價(jià)。發(fā)現(xiàn)上述各類超支化多臂共聚物與HBPE@PSF類似，盡管含有較低比例的可逆交聯(lián)組分，但固化后也均展現(xiàn)出優(yōu)異的粘接性能，表明該思路具有很好的普適性。

圖11. 本高效可逆交聯(lián)思路的普適性

  總之，通過(guò)鏈形態(tài)設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)聚合物高效可逆交聯(lián)，獲得綜合性能優(yōu)異的自愈合、可回收膠粘劑，這一制備思路具有以下特色和優(yōu)點(diǎn)：

  其一，所需的可逆交聯(lián)組分比例很低，可以商業(yè)化普通單體原料為主制備高性能可回收膠粘劑，有利于降低制備成本，避免過(guò)多可逆交聯(lián)鍵存在所帶來(lái)的性能負(fù)面影響；

  其二，借助超支化聚合物易于功能化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，可進(jìn)一步引入其它功能組分如阻燃基團(tuán)，同時(shí)發(fā)揮其增韌、納米分散等功能，可望制得兼具高效阻燃和導(dǎo)熱等功能的自愈合可回收膠粘劑，更好地滿足先進(jìn)電子封裝應(yīng)用需求。

  該研究以“Chain topology design enabling efficient polymer reversible cross-linking for self-healing and recyclable adhesives”為題最近發(fā)表于《Macromolecules》雜志，浙江工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院碩士生莫佳鶯和俞婷婷為論文第一作者，徐立新教授和葉會(huì)見(jiàn)副教授為論文通訊作者。本工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（21474091, 51707175）、浙江省尖兵/領(lǐng)雁項(xiàng)目（2026C02A1048）、浙江省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（LTZ20E070001）、平湖市科技計(jì)劃（202509, GY202305）以及全省先進(jìn)高分子材料改性與應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（浙江省）、功能復(fù)合材料與電子封裝浙江省工程研究中心以及浙江工業(yè)大學(xué)平湖新材料研究院等支持。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.macromol.5c03460

附：課題組簡(jiǎn)介

  課題組包括教授1名、副教授1名、海外高層次人才1名（入職浙工大平湖新材料研究院）、在讀博士生2名、碩士生20余名。依托全省先進(jìn)高分子材料改性與應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（浙江省）、功能復(fù)合材料與電子封裝浙江省工程研究中心以及浙江工業(yè)大學(xué)平湖新材料研究院等平臺(tái)，團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期從事功能性超支化聚合物設(shè)計(jì)、合成及聚合物改性應(yīng)用研究，近年來(lái)在多功能膠粘劑、聚合物基介電儲(chǔ)能薄膜以及通用塑料高性能化、功能化改性等領(lǐng)域先后承擔(dān)國(guó)家自然科學(xué)基金、浙江省尖兵/領(lǐng)雁項(xiàng)目、浙江省自然科學(xué)基金以及各類產(chǎn)學(xué)研合作項(xiàng)目等30余項(xiàng)，在Adv Funct Mater、Macromolecules、Carbon、J. Mater. Chem. A、Compos. Sci. Technol.、Polymer、高分子學(xué)報(bào)等期刊發(fā)表研究論文65篇，獲授權(quán)國(guó)際發(fā)明專利1件、中國(guó)發(fā)明專利25件；參加國(guó)內(nèi)外各類學(xué)術(shù)會(huì)議60余次；課題組先后與多家行業(yè)龍頭企業(yè)建立穩(wěn)定的產(chǎn)學(xué)研合作聯(lián)系。此外，課題組承擔(dān)了省級(jí)研究生優(yōu)秀課程、省級(jí)研究生聯(lián)合培養(yǎng)基地等多項(xiàng)教學(xué)改革及人才培養(yǎng)項(xiàng)目。

  下載：論文原文。