文章创新点

       本文设计了含有配位键的逆硫化共聚物，以此为硫化剂的改性杜仲胶表现出良好的低频吸声性能和快速形状记忆效应，其中含柔性长链的硫化共聚物的引入更有利于吸声性能的改善。相比传统硫化助剂，使用催化剂对改性胶的力学性能有显著的提升。配位键和多硫键的存在使得该材料可通过热压法进行回收，因此，该方法在赋予材料功能化的同时，赋予其重复加工性，可有效避免废旧硫化杜仲胶积累造成的环境污染和资源浪费，为杜仲胶的高值化利用提供了新方法。

研究背景

       开发可再生生物基高分子材料己成为一种新的趋势。我国杜仲资源丰富，张家界慈利县有“中国杜仲之乡”美誉。因此，有必要充分利用本地的特色优势资源，提高产品的综合利用价值。低频声波穿透能力强、衰减慢，传统声学材料对其吸收能力差，延长声波传播路径可提高低频吸声性能，但材料尺寸增加，这与材料的轻量化相违背。杜仲胶损耗因子高，能更好地吸收、耗散能量，结晶的存在可增加声波在材料内部的反射路径，在低频吸声中具有优势。

重要内容

       基于上述背景，吉首大学伍建华博士课题组通过杜仲胶与逆硫化共聚物的热交联，利用逆硫化共聚物中的功能性有机官能团对杜仲胶的低频吸声性能、室温弹性、形状记忆及重复再加工性能进行了调控。

图1 (a)改性杜仲胶的结构式和(b)重复加工图

文章利用自制的含多硫键和配位键的逆硫化共聚物SZIM与EUG进行热硫化，并通过调整SZIM的加入量，得到目标产物EUG-SZIM-xs (图1a)。此外，文章还尝试了利用1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯（DBU）为催化剂进行EUG与SZIM的硫化，得到EUG-SZIM-11.5-DBU。其中，EUG-SZIM-11.5-DBU可通过直接热压进行重复加工（图1b），而未使用DBU的改性胶EUG-SZIM-11.5则不能直接通过热压实现重复加工，必须通过新的EUG加入来改善其流动性（图2a）。通常，硫磺或过氧化物作为硫化剂用于交联二烯烃橡胶，其三维交联网络结构不能再被重塑加工。本文中的改性胶和多硫键和配位键赋予了其可重复加工性。此外，相比于EUG-SZIM-11.5中，EUG-SZIM-11.5-DBU中更易实现长链多硫键的形成，促进链段运动，有利于重复加工，这可以通过两种材料在三苯基膦氯仿溶液中的溶解性差异间接证明（图2b）。

图2 (a)EUG-SZIM-11.5的重复加工流程示意图；(b) EUG-SZIM-11.5和EUG-SZIM-11.5-DBU浸泡在三苯基膦氯仿溶液中的照片

在声学性能方面，如图3(a)所示，EUG-SZIM-xs在低频处表现出宽带吸声（吸声系数>0.2），可以作为吸声材料的候选材料，从EUG-SZIM-xs的XRD曲线中α和β晶型衍射峰强度的变化分析（图3b），我们认为橡胶中的亚稳态β晶体更有利于吸声。

图3 (a) EUG-SZIM-xs的吸声曲线; (b) EUG-SZIM-xs的XRD曲线

如图4所示，改性胶对温度刺激的响应快，其中，EUG-SZIM-11.5 在T≥ 35 ℃时，5 s内即可完全恢复其形状，其形状记忆行为不仅可以模拟简单的弯折，还能模拟复杂的花朵盛开过程。与其他文献相比，EUG-SZIM-11.5的突出优点是热致温度低，形状恢复迅速快。

图4 (a) EUG-SZIM-xs在不同温度下的形状恢复曲线; (b) EUG-SZIM-11.5在35 ℃下循环形状恢复

该研究以“Dual Cross-linked Eucommia Ulmoides Gum with Reprocessibility, Shape Memory Capability and Broadband Sound Absorption at Low Frequency”为题发表在Chinese Journal of Polymer Science上。硕士研究生倪庆钢是该论文的第一作者，伍建华博士和彭晓春教授为通讯作者。

Citation:

Ni, Q. G.; Mi, R.; Ou-Yang, B.; Wu, J. H.; Kong, P.; Li, Y. J.; Peng, X. C. Dual cross-linked eucommia ulmoides gum with reprocessibility, shape memory capability and broadband sound absorption at low frequency. 

Chinese J. Polym. Sci.  2025

https://doi.org/10.1007/s10118-025-3384-9