孙桃林: 高韧性水凝胶材料的力学行为分析
发布日期:2019-09-07
 

报告时间:2019年9月11日(星期三)11:15-12:00

报告地点:校学术会议中心一楼大报告厅

  :孙桃林 教授

工作单位:华南理工大学 

举办单位:化学与化工学院 

报告人简介

孙桃林博士,教授,博士生导师,第十四批国家高层次人才计划青年项目获得者。2006年毕业于江南大学高分子材料系,获得工学学士学位。2009年进入中国科学技术大学近代力学系,获得工学硕士学位。随后进入日本北海道大学攻读博士学位,师从著名水凝胶专家龚剑萍教授,并于2013年获得理学博士学位。2013年至2015年在日本北海道大学从事博士后研究工作。2015年10月被聘为日本北海道大学特聘助理教授。2018年3月加入华南理工大学华南软物质科学与技术高等研究院。主要研究方向为软物质材料(水凝胶、弹性体)的韧性、自修复和形状记忆等性能设计;材料在变形过程中的结构演化及其破坏机理研究。已在Nature Materials, Advanced Materials, Macromolecules, Soft Matter 等国际主流期刊上发表学术论文28篇,被引用近500次,并获批国际专利1项,日本专利2项。

报告简介

水凝胶是一类由亲水性的三维高分子网络和大量的水组成的软湿性材料。然而传统的水凝胶由于含水量高和网络结构不均匀等原因,机械性能较差。最近,我们设计了一种高韧性、自修复性的物理交联型聚两性电解质水凝胶材料。聚两性电解质是由带正电荷和负电荷的单体无规共聚形成的分子链上同时含有正负电荷基团的一类聚合物。由于正负电荷基团之间的静电相互作用使得聚合物分子内部形成离子簇。同时,无规共聚(单体的竟聚率不同)使得离子簇的强度和尺寸具有宽广的分散度,导致平衡后的样品内部产生相分离结构而形成聚合物浓相(强键)和稀相(弱键)。强键充当于化学键,保持材料的形貌和赋予它的弹性性能;弱键充当于可修复的动态键,在加载时能被破坏,吸收能量而赋予材料的韧性,而在卸载时,破坏掉的动态键又能重新生成而赋予材料的自修复功能。同时,动态键的可破坏和修复特性具有时间依赖性,为此聚两性电解质水凝胶呈现出明显的粘弹性特性,凝胶的力学性能强烈依赖于环境温度和加载的应变率。本工作详细研究环境温度和加载应变率对聚两性电解质水凝胶的拉伸和断裂行为,并用室温等效原理对结果进行讨论。

 
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