碩士生汪亞民在Macromol. Rapid Commun.上發(fā)表文章(IF=4.265)
碩士生汪亞民在Macromol. Rapid Commun.上發(fā)表文章:Electromagnetic Wave Absorption Coating Material with Self-Healing Properties.電磁波吸收技術(shù)是軍事和民用應(yīng)用的重要現(xiàn)代技術(shù),如隱形防御系統(tǒng),微波暗室和微波推理保護(hù)。 已經(jīng)開發(fā)了許多類型的電磁波吸收材料(EAM),以便最小化電子設(shè)備的電磁輻射或減弱來自諸如船舶,坦克和飛機(jī)的金屬表面的電磁反射。 電磁波的吸收是使用固有導(dǎo)電聚合物,或者在聚合物基質(zhì)中加入磁性或介電材料。
通常,EAM可分為結(jié)構(gòu)吸收材料和微波吸收涂層。 后者具有重量輕,加工性好等優(yōu)點(diǎn)。 然而,由于涂料在表面上的特殊應(yīng)用,涂層的損壞風(fēng)險(xiǎn)很高。 涂層上的刮痕不僅導(dǎo)致其升高時(shí)間的降低,而且導(dǎo)致吸波性能的劣化。 不幸的是盡管對于更輕和更有效率的EAM的發(fā)展已經(jīng)受到相當(dāng)大的關(guān)注,但與此同時(shí)對其耐久性做了很少的工作。 耐久的EAMs的制備工作至今仍然是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。
賦予涂層自愈能力的是提高涂層壽命的好方法。損傷發(fā)生后,自愈護(hù)膜能夠修復(fù)刮痕并恢復(fù)其功能。應(yīng)用于本體聚合物材料的策略已被用于設(shè)計(jì)自愈合聚合物涂層。有兩個(gè)主要的方法:外在和內(nèi)在的策略。外在的是基于涂層中愈合劑的包封。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是自愈過程快速,有效和自主。但在電磁涂層的情況下,電磁波吸收劑,自愈膠囊和聚合物基質(zhì)的相容性是一個(gè)棘手的問題,多容器的不均勻分布可能導(dǎo)致不可控性質(zhì)的問題。內(nèi)在策略基于化學(xué)鍵的固有可逆性或損傷界面之間的超分子相互作用。但是使用內(nèi)在的自愈性聚合物作為涂層比構(gòu)建相應(yīng)的體積愈合材料更難,因?yàn)橥繉雍偷讓右r底之間的強(qiáng)結(jié)合限制了分子的遷移鏈。特別是對于諸如電磁涂層的功能性涂層,引入與聚合物基質(zhì)的可逆相互作用總是需要復(fù)雜的合成過程。 最近,我們開發(fā)了一種具有自主自愈性質(zhì)的導(dǎo)電彈性體(郭坤博士的工作:Conductive Elastomers with Autonomic Self-Healing Properties. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 12127 –12133)。沒有引入外援助劑或復(fù)合物的內(nèi)在自修復(fù)聚合物基質(zhì),由于功能材料(納米管)和經(jīng)典聚合物基體之間的主客體相互作用,所得材料顯示出自愈能力。
在本文中,我們進(jìn)一步擴(kuò)展了電磁吸收涂層的制備設(shè)計(jì)策略。通過主客體相互作用連接電磁波吸收劑和經(jīng)典的聚丙烯酸酯涂層,制備了具有良好電磁吸收性能的一種自修復(fù)涂層。當(dāng)涂層厚度為4mm時(shí),在8.7-18.0GHz下的反射損耗(RL)低于-10.0dB,最小值達(dá)到27.2dB。受損后,可以借助少量水完全愈合該涂層上的裂紋;同時(shí),涂層的電磁吸收能力與自愈過程一起恢復(fù)。選擇Fe3O4納米顆粒作為電磁吸收劑,因?yàn)樗母呓殡姵?shù)和低成本成為了最有希望的吸收劑之一。選擇基于環(huán)糊精(CD)的主客體相互作用作為自愈機(jī)理,因?yàn)槲⒉ㄎ談┖途酆衔锘|(zhì)的相容性的棘手問題,這里避免了使用外援的自愈膠囊。更有意思的是,由于在主體和聚合物基體之間引入了動(dòng)態(tài)的主體-客體相互作用,所以我們可以使用經(jīng)典的聚丙烯酸酯涂層作為聚合物基體,避免了一般內(nèi)在自愈材料的復(fù)雜合成過程。
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