对新时代橡胶的厚望-“自我修复”材料有许多工业用途

时间:2020-06-27 18:57 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

对新时代橡胶的厚望-“自我修复”材料有许多工业用途

想象一下,一种可以自我修复的橡胶,或者完全由废弃材料制成的超级粘合剂。

这听起来像科幻小说,但研究人员已经发现了一种新的橡胶和催化剂,可以低能耗地一起使用,制造出灵活、可修复、可持续的物体——包括汽车轮胎。

这种新型橡胶材料由廉价而丰富的工业废料硫、菜籽油和石油炼制的双环戊二烯(DCPD)制成,在胺催化剂的作用下,可以在数分钟内(甚至在室温下)完全修复并恢复到原来的强度。

研究负责人、弗林德斯大学(Flinders University)副教授贾斯汀?查克(Justin Chalker)表示,这种新型橡胶在受损后可以无缝修复,也可以回收利用。查克领导的研究小组的突破性发现发表在领先的国际期刊《化学科学》(Chemical Science)上。

科学家们说,在某些情况下,用于触发橡胶自我修复反应的胺类催化剂会在几分钟内发生,而且都是在室温下进行的。

“这项研究揭示了可再生橡胶的修复、粘合和回收利用的新概念,”副教授Chalker说,加入太多的塑料、橡胶和陶瓷是不可回收的。

在澳大利亚,每年有相当于4800万个轮胎(轮胎)到达使用寿命的终点,其中只有16%是国内循环使用的。在澳大利亚,大约三分之二的废旧轮胎最后都被填埋、囤积、非法丢弃或者命运不明。

这既浪费资源,又造成健康和环境问题。每个轿车轮胎大约含有1.5公斤钢材、0.5公斤纺织品和7公斤橡胶。-来源:行星方舟

“看到这些材料的基本化学成分在回收、下一代粘合剂和增材制造方面具有如此广泛的潜力,是令人兴奋的。”

弗林德斯大学纳米科学技术研究所Chalker实验室的研究人员与利物浦大学和西澳大利亚大学的同事们表示,这种新型橡胶可以用作“潜在粘合剂”。

当胺催化剂作用于表面时,橡胶就会与自身结合。这种粘结力比许多商业胶水都要强,”利物浦大学的研究人员汤姆·哈赛尔博士说。

对新时代橡胶的厚望-“自我修复”材料有许多工业用途

“这种聚合物还具有防水和耐腐蚀的特性。”

由这种聚合物制成的橡胶砖可以通过施加催化剂进行化学连接。

“在某些情况下,胺催化剂能在几分钟内使橡胶粘合,并且可以在室温下完成,”弗林德斯大学的首席作者山姆·唐金解释说。

这种橡胶也可以用作一种潜在的粘合剂,在胺催化剂的作用下,它可以与另一块橡胶的表面结合。

“基本上,在使用催化剂之前,橡胶是不‘粘’的。”

除了具有很高的实用价值外,本文还对橡胶的修复机理进行了详细的基础研究。

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