本文基于杜仲膠獨(dú)特的化學(xué)組成和鏈結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),利用環(huán)氧化以及后續(xù)環(huán)氧基團(tuán)的開環(huán)反應(yīng),在杜仲膠分子鏈上引入不同的極性基團(tuán),對其功能化改性,成功制備了杜仲膠自修復(fù)材料和杜仲膠介電材料。采用凝膠滲透色譜(GPC)、紅外光譜(IR)、核磁共振(~1H-NMR)和示差掃描量熱法(DSC)分析了FEEUG和SEEUG的分子的微觀結(jié)構(gòu)變化以及力學(xué)性能;采用拉伸試驗(yàn)和搭接剪切試驗(yàn),研究了FEEUG的自修復(fù)性能和粘接性;采用偏光顯微鏡(POM)、X射線衍射(XRD)和高壓電容電橋研究了SEEUG的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)和介電常數(shù)。杜仲膠自修復(fù)材料研究結(jié)果表明:在酸性條件下合成的FEEUG傾向于發(fā)生環(huán)氧基團(tuán)開環(huán)和羥基之間發(fā)生縮合反應(yīng),在堿性條件下更傾向于杜仲膠分子鏈的降解。與無醇體系和二元醇體系相比,三元醇體系具有更高的自修復(fù)效率。對于三元醇體系,隨著改性程度或者修復(fù)時(shí)間的增加,自修復(fù)效率升高,在30°C下修復(fù)4小時(shí)后,自修復(fù)效率最高可達(dá)90.2%。獨(dú)特的鏈結(jié)構(gòu)結(jié)合極性基團(tuán)的引入增強(qiáng)了FEEUG的自粘性,具有可重復(fù)且持久的粘接性,在經(jīng)過五次重復(fù)搭接剪切試驗(yàn)后粘接強(qiáng)度僅降低了10.9%。杜仲膠介電材料研究結(jié)果表明:隨著反應(yīng)溫度或反應(yīng)時(shí)間的增加,改性程度和磺化度增加。隨著改性程度和磺化度的增加,分子鏈的運(yùn)動(dòng)能力降低甚至消失,聚集態(tài)結(jié)構(gòu)從結(jié)晶結(jié)構(gòu)變成無定型結(jié)構(gòu)。在一定的磺化程度上磺酸基團(tuán)的引入引起新的小晶型的形成,具有增強(qiáng)和增韌效果,拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率分別高達(dá)22.99 MPa和1050%�；腔男愿淖兞薊UG的電性能,SEEUG的最大介電常數(shù)達(dá)到3.37,比EUG提高了1.87。
【學(xué)位單位】：沈陽化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TQ332.2
【部分圖文】：

順式結(jié)構(gòu)的橡膠長鏈分子以一種無規(guī)卷曲的結(jié)構(gòu)存在，在形成高次結(jié)構(gòu)時(shí)呈現(xiàn)出非晶彈性膠團(tuán)形態(tài)。如圖1-1 所示，杜仲膠是天然異戊二烯橡膠的異構(gòu)體[39]，杜仲膠分子結(jié)構(gòu)為反式-1,4-聚異戊二烯，每個(gè)鏈節(jié)上兩個(gè)亞甲基分別位于雙鍵的兩側(cè)，使得分子鏈排列更規(guī)整，更容易規(guī)則排列在晶格中，在室溫下為一種硬質(zhì)橡膠，類似于塑料，杜仲膠含有雙鍵和柔性鏈，結(jié)構(gòu)對稱和排列有序，并以酯基封端。由于其 Tg為-58°C，Tm為 60°C，因此該特性賦予其一定的親水性、生物降解性和橡塑二重性。杜仲膠的雙鍵可以為硫化提供條件，柔性鏈可以貢獻(xiàn)出高彈性，反式結(jié)構(gòu)使得分子鏈易于排列于晶格中。嚴(yán)瑞芳[40]等人研究發(fā)現(xiàn)，杜仲膠的結(jié)晶不僅可以通過分子鏈段的有序性調(diào)節(jié)

圖 3-13 FEEUG 的自修復(fù)行為（a）FEEUG28.6 在 30°C 下的的拉伸過程照片（c）FEEUG28.6 的表 3-9 改性程度和自修復(fù)條件對自修復(fù)效率的影響T(°C) t（h）Mmol%=24.8Mm303030501 26.5 2 34.1 4245.217.9采用定性和定量手段表征了 FEEUG 的自修復(fù)性形的 FEEUG28.6 薄片被切成兩部分，再將斷口自然拼動(dòng)愈合成一個(gè)整體，并且沒有看到明顯的切割痕跡。圖 3-13（b）描述了在第一次拉伸試驗(yàn)中斷裂后的樣條二拉伸試驗(yàn)過程。從中可以看出，第二次拉伸中的斷裂表明了具有高效的自修復(fù)性。圖 3-13（c）和表 3-9時(shí)間對自修復(fù)效率的影響。隨著改性程度或者修復(fù)時(shí)

-17 FEEUG28.6 對于不同表面的粘CopperSteelinum0 020406080100120140160180200220Adhesivestrength(KPa)(c)示意圖（b）FEEUG28.6 對于不同金的重復(fù)五次的應(yīng)力-應(yīng)變曲線表征了 FEEUG28.6 與典型金屬UG28.6 在鋁、銅或不銹鋼基材度。由圖 3-18（b）可以看出，Pa，遠(yuǎn)高于典型水凝膠的粘接強(qiáng)8.6 在銅基板表面上表現(xiàn)出最高作用和氫鍵的協(xié)同作用[103]。

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