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PVA韧性延展性一下子提高七八倍

2018-07-25 15:44

  近期,由浙江农林大学工程学院宋平安教授领衔,浙江农林大学与澳大利亚昆士兰大学、南昆士兰大学、迪肯大学等高校科研人员合作完成的研究成果《颗粒状纳米结构:兼具高强度和高延展性的超韧高分子材料的仿生制备》,发表在国际顶级材料科学杂志《先进材料》上。

  在过去的几十年间,较低的密度、较高的比强度和耐酸碱等优点,使高分子材料逐渐取代金属基和陶瓷基等材料应用于国民经济各领域。然而,由于分子作用机制的不同,韧性和强度之间是相互排斥的,所以当前的多数研究在试图提高高分子材料韧性的同时,均不可避免地导致材料强度的降低。一直以来,研制出集高韧性、高强度和大延展性于一体的高分子材料是材料科学界追求的理想目标,很多科研人员都在探索一种简便且可大量制备的强韧和高延展性的高分子材料的新方法。

  相关研究表明,通过调控氢键交联密度可以实现PVA(聚乙烯醇:重要的化工原料,用于制造维尼纶合成纤维、乳化剂、黏合剂、胶水等)的力学强度和韧性以及热稳定性,为进一步改善PVA的韧性和延展性而不影响PVA的强度,研究团队经过长期研究,成果研制出创新技术所制备的仿生超韧PVA膜,在基本保持了PVA的高拉伸强度(91.2 MPa)的同时,拉伸韧性(K)增加至122 J/g,为基体韧性的7倍多。与迄今为止的其他方法相比,所制备的PVA薄膜的韧性达到最高值。此外,使用相关技术所制备的PVA膜的断裂伸长率,也由基体的25%提高到205%,提高了7倍。

  相关专家认为,该项研究所使用的仿生技术,实现了高分子材料超韧化、大延展性和高强度,也有助于开发高性能高分子材料。所制备的超韧聚合物膜有望应用于组织工程,特别是人造韧带等。

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