ChemSusChem:3D打印制备纤维素-松香基可修复形状记忆热固性树脂

3D打印快讯
2019
12/13
16:19
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来源:AdvancedScienceNews

导读:中国林业科学研究院林产化学工业研究所储富祥研究团队通过对纤维素、松香进行改性,采用光/热双固化3D打印策略制备了一种具有荧光、可修复、形状记忆特性的热固性树脂。

将生物质资源高效转化为多功能性聚合物材料实现生物质资源的高值化利用是一项极具挑战的研究工作。尽管目前已经有众多的林业生物质资源如纤维素、木质素、半纤维素、松香等被广泛用来制备绿色可持续的聚合物材料,然而,由于原料结构的多样性和化学异质性导致这些生物质基聚合物材料仍然表现出比石油基材料性能差的缺点。因此,探索一种新的制备策略来制备具有更好性能的生物质基聚合物材料是科学界关注的焦点。
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据此,中国林业科学研究院林产化学工业研究所储富祥研究团队通过对天然的纤维素、松香进行一系列的化学改性转化为同时含有两种官能团的可聚合单体,然后采用光/热双固化的3D打印策略制备了一种性能优异的具有荧光、可修复的形状记忆热固性树脂。该策略首先采用立体光刻3D打印技术通过紫外光引发的链增长自由基聚合反应形成第一层交联网络结构;随后,对打印得到的热固性树脂进行热处理,使游离在树脂中的异氰酸酯与单体所含的羟基发生逐步聚合反应从而形成第二层交联网络结构。
研究表明该双固化网络结构不仅大大提高了树脂材料的交联密度,并且在树脂中形成了相分离,这极大地改善了3D打印热固性树脂的机械性能和热力学性能,同时还赋予它们热触发的形状记忆性能和可修复性能。该研究团队还发现由于松香的存在这些3D打印热固性树脂表现出强的聚集诱导发光效应。此外,这些3D打印热固性树脂可以在NaOH水溶液中降解,并原位形成一种柔性导电水凝胶,这些导电水凝胶在柔性电子材料和智能光电材料中具有重要的应用价值。

相关结果发表在ChemSusChem (DOI:10.1002/cssc.201902191)上,文章第一作者为博士研究生卢传巍,王基夫研究员为该文章通讯作者。

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/cssc.201902191


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