Ionic cluster driven polymer network formation: Macroscopic evidence of network reversibility by X-ray microtomography
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Le résumé fourni par la source
: Significant progress has been made in the field of dynamic reversible networks in polymers, especially in unfilled systems. However, achieving similar reversibility in highly filled and mechanically robust elastomers with restricted chain mobility remains a formidable challenge. Furthermore, characterization techniques for assessing network reversibility are not significantly advanced beyond the traditional evaluation of mechanical properties before and after healing. To this end, a dynamic interaction was studied for bromobutyl rubber (BIIR) mixed with alkyl imidazole, which facilitates the formation of reversible ionic clusters within the elastomer matrix. Moreover, a special type of carbon black with graphitic microstructure was used as a filler not only to reinforce the elastomer, but also to form reversible bonds with the alkyl imidazolium ions by cation-π and π-π interactions. Through the synergistic effect of these interactions, the 1-butylimidazole-treated BIIR achieved excellent mechanical properties, including a tensile strength of 14 MPa and an elongation at break exceeding 1000% with a self-healing efficiency of 71%. X-ray microtomography studies provided compelling evidence of network reversibility in ionically treated BIIR. 3D reconstructions revealed that approximately 72% of microcavities disappeared after healing, indicating enhanced material durability. The macro-scale durability was further assessed through tear-fatigue analysis, revealing significantly enhanced resistance to crack growth of the 1-butylimidazole-treated BIIR compared to its sulfur-cured counterpart. The formation of dual dynamic interaction in combination with advanced characterization techniques provides a comprehensive approach for the development of reversible materials and access to their reversibility for real-world scenarios.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Ionic cluster driven polymer network formation: Macroscopic evidence of network reversibility by X-ray microtomography
- Date Crossref
- 01/08/2025
- Éditeur
- Elsevier BV
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Leibniz Institute of Polymer Research pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Technische Universität Dresden pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Tomas Bata University in Zlín Centre of Polymer Systems Tomas Bata University in Zlín, Guinée équatoriale (ville ou établissement reconnu, pays non nommé)Université ou école supérieure
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Fraunhofer Institute for Photonic Microsystems pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Sumitomo Rubber Industries (Japan) pays non établi dans la noticeEntreprise
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Max Bergmann Zentrum für Biomaterialien pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Tampere University of Applied Sciences pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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TUD Dresden University of Technology Institute of Materials Science pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Sumitomo Rubber Industries Ltd. pays non établi dans la noticeEntreprise
Leibniz Institute of Polymer Research, Technische Universität Dresden et Centre of Polymer Systems — Tomas Bata University in Zlín (Tomas Bata University in Zlín, Guinée équatoriale), avec 6 autres affiliations. Pays d’affiliation : Guinée équatoriale.
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