2014-化學進展：高強度雙網絡水凝膠的增韌機理
作者：朱琳, 陳強*, 徐昆
關鍵字：雙網絡水凝膠，增韌機理
論文來源：期刊
具體來源：化學進展
發表時間：2014年
雙網絡水凝膠（DN凝膠）是由具有很強的結構非對稱性的兩種聚合物形成的特殊的聚合物互穿網絡。相對于單一聚合物網絡（SN凝膠）而言，DN凝膠的機械強度和韌性都有驚人的提高，其拉伸斷裂應力和斷裂應變分別能達到1 ~10 MPa和1000% ~ 2000%、韌性（撕裂能）可以達到102~ 103 J ·m-2。 DN凝膠性能的提高，主要是由強對稱結構的第一重網絡（剛而脆）與第二重網絡（軟而韌）相互纏結和互穿的結果。對DN凝膠斷裂過程和增韌本質的理解是設計下一代具有理想機械性能的DN凝膠的關鍵所在。一些DN凝膠表現出大的滯后、屈服、細頸和軟化現象，而這些現象用經典的Lake-Thomas斷裂理論是沒有辦法解釋的。根據DN凝膠的滯后和細頸等實驗現象，Brown和Tanaka等提出了“破壞區”理論來解釋DN凝膠超乎尋常的高韌性。 最近，龔劍萍等提出的“犧牲鍵”理論也已經很好地應用于設計和制備具有新型微納米結構的高韌性DN凝膠。本文著重闡釋了DN凝膠的增韌機理，總結了這一領域的最新研究成果，并討論各種因素對凝膠韌性的影響，最后對DN凝膠增韌機理存在的問題和研究方向進行了展望。