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  交聯和逾滲方法被廣泛應用于高彈性可結晶材料的改性，但應用于改性結晶性高分子材料時各自存在一定的局限，例如因交聯度的難控制而易導致材料強度和韌性難以均衡，同時逾滲填料的非均相成核易導致材料基體結晶度提高，由此如何保持可結晶彈性材料強度和韌性的同步增加是一個有趣的問題。

  杜仲膠（EUG）是一類具有結晶能力的彈性材料，特別是高度對稱的反式異戊二烯結構在室溫下易結晶的性質限制了其應用。針對上述問題，黃進教授和甘霖副教授課題組利用生物質來源的纖維素納米晶（CNC）這種剛性棒狀納米填料，提出了逾滲/交聯雙網絡協同策略，在EUG中引入經化學修飾制備的巰基化CNC（mCNC），利用高效的巰基-乙烯基Click型反應，將mCNC填料與EUG基體通過共價鍵耦合，實現了納米復合材料體系力學性能的優化（如圖1所示）。

圖1. EUG/mCNC納米復合材料制備過程及交聯/滲透雙網絡結構的示意圖。

  在納米復合材料體系中，mCNC在EUG基體中形成逾滲網絡，通過動態力學分析得以證實（如圖2所示）。進而，結合填料與基體形成的交聯網絡，系統討論了雙網絡協同作用的力學增強機理以及對EUG基體結晶性的影響。mCNC填料與EUG基體之間的巰基-乙烯基Click型反應，增加了填料與基體之間的界面相容性，減弱了納米復合材料中基體結晶度的可能性；另一方面，mCNC逾滲網絡的形成顯示出顯著的增強效應。基體結晶的抑制以及填料的逾滲增強效應，協同實現了EUG/mCNC納米復合材料的同步增強增韌，豐富了結晶性高分子彈性材料結構設計和性能調控的思路。

圖2. EUG/mCNC納米復合材料的儲能模量（A）和損耗因子（B）隨溫度升高的變化曲線以及實測儲能模量與mCNC含量的依賴關系與逾滲網絡模型理論曲線的吻合性（C）。

  該研究成果近期發表在ACS Applied Bio Materials（doi: 10.1021/acsabm.9b00901），論文的第一作者為西南大學化學化工學院碩士研究生王玉環，通訊作者為甘霖副教授和黃進教授。

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsabm.9b00901