线型低密度聚乙烯合成工艺（纳米结构聚乙烯醇）
线型低密度聚乙烯合成工艺（纳米结构聚乙烯醇）doi.org/10.1021/acs.macromol.1c01725图 5. (a) PVA 链和 (b) 肌醇分子的均方位移 (MSD) 曲线作为时间的函数，以及 (c) PVA 和肌醇的扩散系数 (D) 作为肌醇含量的函数。(d) IN-1.2 系统在不同时间 PVA 链和肌醇分子运动的快照。(e) PVA 链 gC-CPVA-PVA(r) 之间的分子间骨架碳距离。(f) PVA 骨架碳和肌醇碳 gC-CPVA-IN(r) 的距离。(g) PVA 链和肌醇分子的分子间氧距离、gO-OPVA-IN(r)。相关论文以题为Bioinspired Strong and Tough Nanostructured Poly(vinyl alcohol)/Inositol Composites: How Hydrogen-Bond Cross-Linking Works?发表在《Macrom
受蜘蛛丝启发的氢键（H 键）交联最近已被证明可以通过添加小 H-键交联剂。不幸的是，氢键交联与所得聚合物的微观结构和机械性能的相关性仍不清楚。最近，南昆士兰大学科研团队以肌醇 (IN) 分子作为交联剂制备了坚固且坚韧的纳米结构 PVA 复合材料。添加 1.0 wt% 的 IN 可将 PVA 的屈服强度 (σy) 提高至 148 MPa（约 31%），同时断裂应变（增加 250%）和韧性（增加 3.6 倍）也显着增加由于动态物理交联和晶粒细化。
团队表明，在 H 键交联密度 (ne) 和 σy、链运动（例如，玻璃化转变温度 (Tg)、弛豫活化能 (Ea)）和晶粒尺寸之间存在密切但简单的相关性(L)，即 σy ∝ ne、Tg、Ea 和 1/L。这项工作揭示了氢键交联对 PVA 微观结构和机械性能的控制作用，并首次揭示了其与机械性能、链动力学和结晶的相关性。这些令人兴奋的发现为创造坚固、坚韧和延展的聚合物材料开辟了许多新的机会。
图 1. (a) 通过简便的溶液混合和薄膜浇铸方法制备 PVA-肌醇 (IN) 复合材料的示意图；它们的分子间氢键（H键）相互作用和MD模拟的H键。(b) PVA、(c) IN-1、(d) IN-2 和 (e) IN-5 的 TEM 图。(f) PVA 内纳米相的相尺寸 (直径) 和 (g) 分数。（h）IN-2.0 的 SEM 图像以及线性元素 O 扫描，表明纳米相由富含 IN 的 PVA-IN 聚集体组成。
图 3. (a) IR 位移；(b) PVA 纳米复合材料的归一化氢键密度作为肌醇含量的函数；(c) 每个 O-H 基团的不同类型 H 键的数量 (#)；(d) PVA 和 (e) IN-1 的原位红外光谱；(f) PVA 及其复合材料以及肌醇的 Tg 和 (g) 结晶尺寸 (L) 作为肌醇含量的函数；(h) PVA 和 PVA-IN 薄膜在 5 MPa 和 35 °C 下的蠕变行为；(i) 氢键相互作用诱导的高密度富含 IN 的 PVA 链聚集体的图示。
图 5. (a) PVA 链和 (b) 肌醇分子的均方位移 (MSD) 曲线作为时间的函数，以及 (c) PVA 和肌醇的扩散系数 (D) 作为肌醇含量的函数。(d) IN-1.2 系统在不同时间 PVA 链和肌醇分子运动的快照。(e) PVA 链 gC-CPVA-PVA(r) 之间的分子间骨架碳距离。(f) PVA 骨架碳和肌醇碳 gC-CPVA-IN(r) 的距离。(g) PVA 链和肌醇分子的分子间氧距离、gO-OPVA-IN(r)。
相关论文以题为Bioinspired Strong and Tough Nanostructured Poly(vinyl alcohol)/Inositol Composites: How Hydrogen-Bond Cross-Linking Works?发表在《Macromolecules》上。通讯作者是澳大利亚南昆士兰大学宋平安副教授。
参考文献：
doi.org/10.1021/acs.macromol.1c01725
