超支化聚酰胺胺构建非共轭荧光自愈合和F

2023/3/14 来源:不详

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在过去的十多年中,人们发现了非传统荧光聚合物(NCFPs),如聚酰胺胺、聚硅氧烷、聚脲、聚醚和聚磷酸盐,它们在紫外光激发下可以表现出意想不到的发光性能。一般来说,NCFP中丰富的富电子杂原子基团(如酰胺、C=O、C=N等)可以形成分子内或分子间的悬垂簇,从而触发荧光发射。NCFP中的这些杂原子基团被标记为非常规发色团,NCFP的发光过程属于非共轭AIE机制。与共轭荧光聚合物不同,NCFPs通常不产生强荧光,因为主要吸收是n-π*激发而不是π-π*激发的结果。交联NCFP的荧光发射受交联密度的影响,这为控制NCFP的荧光提供了一种有效的解决方案。特别是,由支化聚合物构建的NCFPs不仅具有聚合端基丰富且可用的优点,而且具有可调的化学结构和荧光,为构建本质荧光热固性材料提供了极大的便利。

另一方面,环氧树脂因其优异的力学性能和热性能、耐化学性、尺寸稳定性以及优异的加工性能而得到广泛应用。而传统的环氧树脂及其制品由于具有永久的交联共价网络,无法修复和回收,造成资源浪费和环境污染。共价自适应网络(CAN)聚合物或玻璃聚体是一种新型高分子材料,在高温下通过重新排列拓扑表现出热塑性延展性和可修复性,同时在使用温度下表现出与传统热固性树脂相似的行为。亚胺化学又称希夫碱化学,包括亚胺缩合/水解、亚胺交换和亚胺歧化三个不同的过程,是最常用的动态共价键之一。

然而,纯聚亚胺基CAN材料表现出部分牺牲其化学和热稳定性由于相对较弱和不稳定的可逆共价键。同时包含永久共价结构和动态共价结构的混合网络,既能实现力学性能又能实现自愈合性能,能有效适应现有热固性树脂固化工艺,是实现热固性树脂固化的可行策略CAN材料的实际应用。

五邑大学于晖团队以超支化聚酰胺胺(HPAMAM)和含醛基的生物基香草醛环氧单体(MB)为原料,采用原位席夫碱反应与环氧开环聚合相结合的方法,制备了一种新型荧光聚合物(NCFP)。由于HPAMAM产生的非共轭荧光,所制备的混合共价自适应网络(HPAMAM/MB)能发射出强的本征荧光,且荧光强度与交联密度呈良好的线性相关。同时,由于环氧-席夫碱混合共价自适应网络,HPAMAM/MB表现出优异的力学性能和自愈能力,可以通过荧光成像实时监测。以HPAMAM/MB-3为代表,抗拉强度高达76.4MPa,在℃、1.5MPa压力下,4min内实现裂纹%修复。

特别是HPAMAM/MB-3在Fe3+离子作用下也表现出较强的荧光猝灭。基于上述独特性能,进一步探索了HP/MB在响应性金属涂层中的应用潜力,涂层样品在不同腐蚀阶段可以表现出不同程度的荧光猝灭效果。因此,基于NCFP的HPAMAM/MB在荧光传感器、防伪标签、自检测防腐涂料和工程损伤等领域具有很大的应用潜力评估。

图1.HPAMAM/MB的制备路线及交联网络图2.固化HPAMAM/MB网络的集群触发发射图3.可逆亚胺键反应固化HP/MB薄膜的自

文献来源:WencanLuo,HuiYu,**ZhenzhenLiud,RongxianOu,ChuigenGuo,Taoliub,*JinwenZhang.Journalofmaterialsresearchandtechnology.,19,e.

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