矽橡膠製品具有優良的耐高、低溫性（xìng）能，電絕緣性、耐（nài）氣候老化性，透氣性好等（děng）特點，在電子、醫療、日用品等行業廣泛應用。然而，目前所報告的對矽橡膠的改性大多側重於矽橡膠化（huà）學成分的變化，包括分子鏈的設計，引入其他組分以及填充顆粒等方法。通過這（zhè）些改進能夠對矽膠的拉伸性，模量，親（qīn）疏水性能進行調控。
這種添加額（é）外組分的方法，在增強矽（guī）膠性（xìng）能和拓展其應用（yòng）的同（tóng）時，也有可能會限製了這類改性矽膠在原有（yǒu）領域的應用。成本增加（jiā）、合成工藝改變（biàn）、成分不同以及（jí）化學性質的改變等等問題，都會對最終應用產生較大的影響。
如何在不改變矽膠組分以及分子鏈網絡（luò）本身的（de）前提下，去可控的改性矽橡膠（jiāo）的組分，仍然是一項重要挑戰。
近日，中科大俞書宏院士報道了通過在固化（huà）過程中引入溶劑（jì），展示（shì）了一種新穎、簡便（biàn）、低成本的（de）聚（jù）二甲基矽氧烷橡膠（PDMS）性能改（gǎi）性方（fāng）法。
在不改變矽氧烷（wán）分子鏈（liàn）和聚合原料的情況下，僅利用（yòng）溶劑以及水熱限域合成的固化策略來控製矽氧（yǎng）烷聚合網絡結構，即可實現（xiàn）對矽氧烷拉伸性、柔軟性（xìng）和（hé）粘性等性能的可控改性。
水熱溶劑（jì）熱法合成超柔高（gāo）彈PDMS的機（jī）理展示
（1）水熱溶劑（jì）熱法製備超柔高彈PDMS (S-H-PDMS)
作者選擇了一種商業的高分子量端基乙烯基聚二甲（jiǎ）基（jī）矽氧烷作為PDMS的預聚體。將預聚物按（àn）指定比例混合，並（bìng）加入矽氧烷的良溶劑分散（這裏選用的是正己烷），充分（fèn）攪拌均（jun1）勻後放（fàng）入（rù）特氟龍容器中，在120℃下反（fǎn）應（yīng）2h，得到與加入的混（hún）合溶液體積一樣的透（tòu）明（míng）PDMS油凝膠。與常見溶脹狀態下的水凝膠類似，這種油凝膠表現出透（tòu）明、柔軟、以及較好彈性性能。
隨後，作者將凝（níng）膠在正己烷中長時間浸泡，反複多（duō）次去（qù）除裏麵可能含有的未反應的單（dān）體，然後置於室溫（wēn）幹燥揮發去除裏麵溶劑後，凝（níng）膠樣塊會隨著正己烷在空氣中揮發而收（shōu）縮，最終等比例縮小（xiǎo），得到了溶劑熱固化的PDMS高彈矽膠 （S-H-PDMS）。
對比發現，在正己烷中多（duō）次浸泡去除多餘單體並幹燥後，S-H-PDMS的密度和（hé）外觀與正常固化（huà）的PDMS （N-H-PDMS）幾乎相（xiàng）同。紅外表征（zhēng）顯示，其內（nèi）部分子官能團也未發生明顯變化，但是其力學性能卻得（dé）到了極大的改進。
S-H-PDMS的合成方法（fǎ）及樣品（pǐn）性能
（a）S-H-PDMS的合成方法簡圖。
（b）溶脹狀態S-H-PDMS的照片。
（c）幹（gàn）燥之後的（de）S-H-PDMS的照片。
（d）普通方法固化的高分子量PDMS的照片。
（e）溶劑熱法固化的高（gāo）分子（zǐ）量PDMS的照片。兩者具有幾乎相同的透明度。
（f）兩種合成方法得到的PDMS紅外表征圖譜，其內部官能團基本未發生變化。
（g）相較於傳統（tǒng）的PDMS材料，S-H-PDMS表現出超柔高彈的性能。
（2）通過簡單（dān）的溶劑比例調控方（fāng）法可控（kòng）合成不同力學性能的矽彈性（xìng）體
在水熱溶劑（jì）熱合成方法中，作者可以通過調（diào）控矽氧烷良溶劑的比例（lì）來可控製備出具（jù）有不同拉伸性能以及強度的PDMS。當溶劑添加量增（zēng）多時（shí），其矽彈性體的交聯度越低，拉伸性（xìng）能越（yuè）好，彈性模量也越低。這（zhè）種簡單的調控策略可以非常高的滿足諸多不同場合所對矽彈性體的性能要求。
不同溶劑比例合成的矽彈性體（tǐ）性能測試
（a）不同配比下，矽彈性體形貌變化照片。
（b）隨著溶（róng）劑比例的增高，矽彈性體力學性能（néng）變化曲線（xiàn）。
（c）20：1溶（róng）劑配比（bǐ）下矽彈性體的超高拉伸性（xìng）能圖片。
（d）不同溶劑配比（bǐ）下矽彈性體強度變化。
（e）溶劑（jì）比例的變化對PDMS交聯度的（de）影響柱狀（zhuàng）圖（tú）。
（3）較好的黏附以及溶（róng）脹性能讓這種方（fāng）法（fǎ）合成的PDMS應用領域更為廣闊
當（dāng）溶劑添加量到10：1以上時，PDMS還能表現出優異的黏性以（yǐ）及超高的吸油（yóu）溶脹（zhàng）性能，從而讓這種材料在人造皮膚，傳感器以及海麵浮油收集領域有著非常好的應用潛力。基於（yú）此（cǐ），作（zuò）者還製備出了一款高（gāo）靈敏度的有機溶劑傳（chuán）感（gǎn）器（qì），對不同（tóng）極（jí）性的有（yǒu）機溶劑有著非常好的區分性能。
T-H-PDMS的黏附於溶脹（zhàng）性能測試（shì）
（a-c）S-H-PDMS與不同材（cái）料界麵黏附性（xìng）能測試。
（d-e）S-H-PDMS對不同有機溶劑的（de）溶脹性能測試。
基於S-H-PDMS的有機溶劑電信號傳感器表征於測試
（a）傳感器外觀（guān）及（jí）導電性能測試。
（b）傳（chuán）感器表麵SEM圖。
（c-d）傳感器對（duì）不同極性有機溶劑響應性能測試曲線。
技術資訊轉載自網絡！
