基于可逆共价键构筑自修复和可重塑橡胶纳米复合材料
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51803048
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:26.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E0310.其他有机高分子功能材料
- 结题年份:2021
- 批准年份:2018
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2019-01-01 至2021-12-31
- 项目参与者:任艳蓉; 刘杰; 徐先魁; 唐源;
- 关键词:
项目摘要
Reinforcement, recycling and functional application are three important issues in rubber science and engineering. Traditional rubber products exhibit irreversible covalent cross-linking network, which make the recycling and self-healing of rubber products inherently difficult. In this project, nano-silica, for high-performance rubber, is chosen as filler. Carboxyl groups is grafted onto the surface of nano-silica. Dynamic reversible covalent bonds are constructed between the rubber molecules and at the filler-rubber interface simultaneously through the interaction between the epoxy groups and carboxyl groups. To meet the growing demand for high-performance materials, nanofiller (silica) is incorporated into rubber to improve the mechanical properties. Transesterification reactions at elevated temperature is used to introduce the self-healing and recycling abilities. The constructed method and relationship between structure and properties of modified nano-silica will be intensive verified. Moreover, the structure of reversible covalent bond and its factors and rules on the dynamic reversible interface will be investigated. At last, the influence of dynamic reversible bonds on the self-healing and recycling properties of rubber composite will be explored. The implementation of this project will realize the reinforcement, recycling, and self-healing of general rubber and provide theoretical guidance and technical approaches for production and application of high-performance rubber.
实现交联橡胶的可塑加工、增强和拓展其功能性应用是橡胶科学与技术领域面临的三个重要问题。传统橡胶制品由于共价交联网络的不可逆,不具备重塑加工和自修复功能。本项目拟环氧化天然橡胶为主要研究对象,高性能橡胶填料纳米二氧化硅为载体,通过分子设计,在其表面构筑羧基功能基团,基于羧基与环氧基间的酯化反应,在橡胶分子间、橡胶基体-纳米填料间构建多重动态可逆共价键。基于纳米填料的补强效应,实现橡胶的增强。利用动态共价键的可逆性,赋予橡胶可塑加工和自修复功能。系统研究有机官能团在纳米二氧化硅表面的构筑方法及构效关系;深入探讨橡胶分子间、基体-纳米微粒之间共价键的构成及其对动态可逆界面的作用规律;阐明可逆共价键对橡胶纳米复合材料可塑加工和自修复功能的影响机制。通过本项目的研究,实现化学交联橡胶的增强、可塑加工和自修复,为高性能功能化橡胶的生产和应用提供理论依据及新的技术途径。
结项摘要
本项目针对传统橡胶制品中共价交联网络的不可逆,不具备重塑加工和自修复功能,设计制备羧基改性二氧化硅,通过环氧化天然橡胶环氧基和羧基化纳米二氧化硅羧基间的酯化反应,在橡胶分子间、橡胶-填料界面处构建可逆酯键。基于纳米填料的补强效应,在实现橡胶纳米复合材料增强,利用酯键的可逆性赋予橡胶可塑加工和自修复功能。取得的主要结论如下:.成功在二氧化硅表面引入大量的羧基,其羧基含量为1.23mmol/g。二氧化硅表面的羧基与环氧化天然橡胶(ENR)分子链上的环氧基团在高温下发生反应,在两者界面生成β-羟基酯共价交联键,实现二氧化硅同时补强和共价交联ENR的双重目的,共价交联键的形成有利于改善二氧化硅的分散性。为提高性能,构建更多可逆酯键,加入葵二酸作为交联剂,复合材料的拉伸强度随填料用量增加而增大。添加40phr的二氧化硅,复合材料的强度较纯ENR提高了4.5倍。基于界面羟基酯在高温下的动态交换特性,复合材料同时具有高温重复加工和自修能力。当断面在180℃下愈合3h后,愈合样品仍然可以承受较大的应力而不断裂,表现出优异的自愈合能力。.本项目通过有机-无机界面设计实现传统化学交联橡胶纳米复合材料的增强、可塑加工和自修复。在橡胶分子间、橡胶-填料界面处构建动态共价键,基于纳米填料的补强效应和共价键交联,在实现橡胶纳米复合材料的增强,利用动态共价键的可逆特性赋予其可塑加工和自修复功能,为通用橡胶的高性能化和功能化提高新思路和理论指导。
项目成果
期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Application of carboxylated ethylene/vinyl acetate copolymer-modified nanosilica in tire tread rubber
羧化乙烯/醋酸乙烯酯共聚物改性纳米二氧化硅在轮胎胎面胶中的应用
- DOI:10.1007/s13726-020-00843-3
- 发表时间:2020-08
- 期刊:Iranian Polymer Journal
- 影响因子:3.1
- 作者:Yuan Tang;Qing-feng Tian;Ya-lan Liu;Yan-peng Wang;Xiao-hong Li;Zhi-jun Zhang;Tao Ding
- 通讯作者:Tao Ding
Ultra-stretchable membrane with high electrical and thermal conductivity via electrospinning and in-situ nanosilver deposition
通过静电纺丝和原位纳米银沉积制备具有高导电性和导热性的超拉伸膜
- DOI:10.1016/j.compscitech.2020.108414
- 发表时间:2020-11-10
- 期刊:COMPOSITES SCIENCE AND TECHNOLOGY
- 影响因子:9.1
- 作者:Lv, Xiaohui;Tang, Yuan;Ding, Tao
- 通讯作者:Ding, Tao
Core–Shell Structured Phenolic Polymer@TiO2 Nanosphere with Enhanced Visible-Light Photocatalytic Efficiency
具有增强可见光光催化效率的核壳结构酚醛聚合物@TiO2纳米球
- DOI:10.3390/nano10030467
- 发表时间:2020
- 期刊:Nanomaterials
- 影响因子:5.3
- 作者:Xiankui Xu;Lei Zhang;Shihua Zhang;Yanpeng Wang;Baoying Liu;Yanrong Ren
- 通讯作者:Yanrong Ren
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--"}}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--" }}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--"}}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
其他文献
小麦品种陕253PDI 基因的克隆、 原核表达及蛋白纯化
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:麦类作物学报
- 影响因子:--
- 作者:臧闻;董剑;高翔;陈其皎;王延鹏;李志业;史红飞
- 通讯作者:史红飞
白藜芦醇通过上调SIRT1抑制阿霉素诱导的H9c2细胞损伤
- DOI:--
- 发表时间:2014
- 期刊:中国药理学通报
- 影响因子:--
- 作者:夏洪娟;王延鹏;朱伟;辛平;魏盟
- 通讯作者:魏盟
CRISPR/Cas系统:RNA靶向的基因组定向编辑新技术
- DOI:--
- 发表时间:2013
- 期刊:遗传
- 影响因子:--
- 作者:单奇伟;王延鹏;梁振;高彩霞
- 通讯作者:高彩霞
白藜芦醇通过上调SIRT1 抑制阿霉素诱导的H9c2 细胞损伤
- DOI:--
- 发表时间:2014
- 期刊:中国药理学通报
- 影响因子:--
- 作者:王延鹏;朱伟;辛平;魏盟
- 通讯作者:魏盟
正十八烷基化聚(苯乙烯-co-马来酰亚胺)梳状 聚合物制备及表征
- DOI:--
- 发表时间:2022
- 期刊:天津工业大学学报
- 影响因子:--
- 作者:石海峰;王延鹏
- 通讯作者:王延鹏
其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--" }}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--"}}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--" }}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
内容获取失败,请点击重试
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:
AI项目摘要
AI项目思路
AI技术路线图
请为本次AI项目解读的内容对您的实用性打分
非常不实用
非常实用
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
您认为此功能如何分析更能满足您的需求,请填写您的反馈:
相似国自然基金
{{ item.name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 批准年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}
相似海外基金
{{
item.name }}
{{ item.translate_name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 财政年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}