矽橡膠（jiāo）製品具有（yǒu）優良的耐高（gāo）、低溫性能（néng），電絕緣性（xìng）、耐氣候老化性，透氣性好（hǎo）等特點（diǎn），在電子、醫療、日用品等行業廣泛應用。然而，目前所報告的對（duì）矽橡膠的改性大多側重於矽橡膠化學成分的變化（huà），包括分子（zǐ）鏈的設計，引（yǐn）入其他組分以及填充顆粒等方法。通過這些改進能夠對矽膠的拉（lā）伸（shēn）性，模量，親（qīn）疏水性能進行調控。

這種添加額外組分的方法，在增強矽膠性能和拓展其應用的（de）同時，也有可能會限製了這類改性矽膠在（zài）原有領域的應（yīng）用。成本增加、合成工藝改變、成分不同以及化學性質（zhì）的（de）改變等等問（wèn）題（tí），都會對最終（zhōng）應用產生較大的影響。

如何在不（bú）改變矽膠組分以及（jí）分子鏈網絡（luò）本身的前提下，去可控的改性矽橡膠的組分，仍然是一項（xiàng）重要挑戰。

近日，中科大俞書宏院（yuàn）士報道了通過在固化過程中（zhōng）引入溶劑，展示了（le）一種新穎、簡便、低成本的聚二甲基矽氧烷橡膠（PDMS）性能改性方法。

在不改變矽氧（yǎng）烷分子鏈和聚合原料的情（qíng）況下，僅（jǐn）利（lì）用溶劑以及水熱限域合成的固化策（cè）略來控製矽氧烷聚合網絡（luò）結構，即可（kě）實現對（duì）矽氧烷拉伸性、柔軟性和粘性等性能的可控改（gǎi）性。

水熱溶劑（jì）熱法合成超柔高彈（dàn）PDMS的機理展示

（1）水熱溶劑熱法製備超柔高彈PDMS (S-H-PDMS)

作者選擇了一種商業的高分子（zǐ）量端基乙烯基聚二甲基矽（guī）氧烷作為PDMS的預聚體。將預聚物（wù）按指定比例混合，並加入矽氧烷的（de）良溶劑分散（這裏選用的是正己烷），充（chōng）分攪拌均勻後放入特氟龍容器中，在120℃下反（fǎn）應2h，得到（dào）與加入的混合溶液體積一樣的透明PDMS油（yóu）凝膠。與常見溶脹狀態下的水凝膠類似，這（zhè）種油凝膠表現出透明、柔軟、以及較好彈性性能。

隨後，作者將凝膠在正己烷中長（zhǎng）時（shí）間浸泡，反（fǎn）複多次去（qù）除（chú）裏麵（miàn）可能含有的未反應的單體，然後置於室溫幹燥揮發去除裏（lǐ）麵溶劑後，凝膠樣塊會隨著（zhe）正己烷在空氣中揮發而收縮，最終等比例縮小，得到了溶劑（jì）熱固（gù）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的密度和外觀與正常固化（huà）的PDMS （N-H-PDMS）幾乎相同。紅外表征顯示，其內部分子官能團也未發生明顯變化，但是其力學性（xìng）能卻得到了極大的改進（jìn）。

S-H-PDMS的合成方法及樣品性能

（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S-H-PDMS的照片。

（d）普（pǔ）通方法固化的高分子量PDMS的照片。

（e）溶劑熱法固化的高分子量PDMS的照片。兩者具有幾乎相同的透明度。

（f）兩種合成方法（fǎ）得到的PDMS紅外表征圖譜，其內部官能團基本未發生變（biàn）化。

（g）相較於傳統的PDMS材料，S-H-PDMS表現出超柔高彈的性能。

（2）通過簡單的溶劑（jì）比（bǐ）例調控方法可控合成不同力學性能的矽彈性體

在水熱溶（róng）劑熱合成方（fāng）法中，作者可以通過調控矽氧（yǎng）烷良溶（róng）劑的比例來可控製備出具（jù）有不（bú）同（tóng）拉伸（shēn）性能（néng）以及強度的（de）PDMS。當溶劑添加量增（zēng）多時，其矽彈性體（tǐ）的交聯度越（yuè）低（dī），拉伸性能越好，彈性模量也越（yuè）低。這種簡單的調控策略（luè）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性能測試

（a）不同配（pèi）比下，矽（guī）彈性體形貌變化照片。

（b）隨著溶劑比例的增高（gāo），矽彈性體力學性能變化曲線。

（c）20：1溶劑配比下（xià）矽彈性體的超高拉（lā）伸性能圖片。

（d）不同（tóng）溶（róng）劑配比下矽（guī）彈性體強度變化。

（e）溶劑比例的變化對PDMS交聯度的影響柱狀圖。

（3）較好的黏附以及溶脹性能讓這種方法合成的PDMS應用領域更為廣闊

當溶劑添（tiān）加量到10：1以上時，PDMS還（hái）能（néng）表現出優異的黏性以及超高（gāo）的吸油溶脹（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（yǒu）著非常好的應用潛力。基於此，作者還製備出了一款高靈敏度（dù）的有（yǒu）機溶劑傳感器，對不（bú）同極（jí）性的有機溶劑有著（zhe）非常好的區（qū）分性（xìng）能。

T-H-PDMS的黏附於（yú）溶脹（zhàng）性能測（cè）試

（a-c）S-H-PDMS與不同材料（liào）界麵黏附性能測試。

（d-e）S-H-PDMS對不同有機溶劑的溶脹性能測試。

基於S-H-PDMS的有機溶劑電信號（hào）傳感器表征（zhēng）於測（cè）試

（a）傳感器外觀及導電性能測試。

（b）傳感器表麵SEM圖。

（c-d）傳感器對不同極性有機溶劑響應（yīng）性能測試曲線。

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