逆向硫化技术实现了自驱动的多硫化物硅烷的生成:这种材料为填充二氧化硅的弹性体混合物提供了一种超高效的界面结构

《Materials Horizons》:Inverse vulcanization enabled self-motivated polysulfide silane: an ultra-efficient interfacial architecture for silica-filled elastomer hybrids

【字体: 时间:2025年10月26日 来源:Materials Horizons 10.7

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  多硫化硅烷自驱动合成及其在橡胶复合材料的界面改性应用研究中,采用一锅法 sequential inverse vulcanization 工艺合成了新型自驱动多硫化硅烷(PSTG),其通过聚乙二醇链与二氧化硅表面氢键结合增强硅烷化效率,同时硫键与橡胶主链耦合提升界面相互作用,显著改善复合材料的力学性能和低滞后特性。

  

将含硫硅烷偶联剂(SSCA)掺入填充有二氧化硅的橡胶复合材料中,对于提高二氧化硅与橡胶基体之间的相容性至关重要。然而,SSCA的合成需要多步工艺并使用有机溶剂,且硅烷化效率较低。在此,我们提出了一种简便的合成方法,通过硫、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯和三乙氧基乙烯基硅烷的一锅法顺序逆向硫化反应制备了一种自驱动型聚硫化物硅烷(PSTG),并将其作为新型的橡胶复合材料界面改性剂。PSTG中的聚乙二醇链通过氢键将其乙氧基硅基团引导至二氧化硅表面,从而促进硅烷化反应;在硫化过程中,聚硫化物片段与橡胶链发生偶联。本文全面研究了PSTG与二氧化硅之间的相互作用以及复合材料的层次结构。与最常用的SSCA(双[γ-(三乙氧基硅基)丙基]四硫化物)相比,即使在相同的乙氧基硅基团含量下,PSTG的加入显著增强了界面相互作用,提高了二氧化硅在橡胶复合材料中的分散性,使得材料的静态机械性能大幅提升,滞后损失极低。

图形摘要:逆向硫化技术制备的自驱动型聚硫化物硅烷:一种用于二氧化硅填充弹性体混合物的超高效界面结构
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