ویتریمرها: دسته جدیدی از مواد پلیمری با پیوندهای کووالانسی تبادل پذیر

پلیمرها براساس رفتار گرمایی به دو دسته اصلی گرماسخت و گرمانرم تقسیم م یشوند. ویتریمرها دسته جدیدی از مواد پلیمری هستند که به طور همزمان خواص مکانیکی-شیمیایی مطلوب گرماسخت ها و قابلیت فرایندپذیری گرمانرم ها را دارند. آن ها شبکه های کووالانسی هستند که می توانند توپولوژی خود را ازطریق واکنش های برگشت پذیر تبادل پیوند تغییر دهند. رفتار گران رو کشسانی ویتریمرها با استفاده از دو دمای انتقال توصیف می شود. اولین مورد، دمای معمول انتقال شیشه ای میان حالت های شیشه ای و لاستیکی شبکه پلیمری است. دمای انتقال دوم از واکنش تبادل پیوندهای عرضی شبکه ناشی می شود، جایی که در آن انتقال از جامد گران رو کشسان به مایع گران رو کشسان رخ می دهد و به عنوان دمای انجماد توپولوژی تعریف می شود. هنگامی که ویتریمرها به بیش از دمای انجماد توپولوژی گرم شوند، می توانند مانند گرمانرم ها کمی جریان یابند. در این حالت، چگالی کل اتصالات عرضی ثابت می ماند. اما سرعت تبادل پیوند با دما افزایش می یابد. این موضوع به کاهش تدریجی گران روی با دما منجر می شود که با کاهش نسبتاً ناگهانی گران روی در دمای ذوب مواد گرمانرم متفاوت است. ویتریمرها براساس رفتار گران رو کشسانی آن ها، می توانند قابلیت های ویژه ای مانند ترمیم، تغییرشکل و بازیافت داشته باشند. با این حال، این مواد محدودیت هایی مانند مقیاس پذیری کم، هزینه زیاد و خواص مکانیکی ضعیف را نیز تجربه می کنند. در این مقاله، پس از تشریح موارد فوق، دو کاربرد ویتریمرها در تهیه چسب های برگشت پذیر و پیش آغشته های بادوام بررسی شده است.

vitrimers: a new class of polymeric materials with exchangeable covalent bonds

based on thermal behavior, polymers are divided into two main categories: thermoplastics and thermosets. vitrimers are a new class of polymers that simultaneously have the desired mechanical/chemical properties of thermosets and thereprocessability of thermoplastics. they are covalent networks that can change their topology through reversible bond exchange reactions. the viscoelastic behavior of vitrimers is described using two transition temperatures. the first one is the usual glass transition temperature, tg, between the glassy and rubbery states of polymer networks. the secondtransition temperature is derived from the cross-link exchange reactions of the network, where the transition from viscoelastic solid to viscoelastic liquid occurs at a temperature denoted as the topology freezing transition temperature. when vitrimers are heated above the topology freezing transition temperature, they can flow slightly like thermoplastics.in this state, the total crosslink density remains constant, but the rate of bond exchange increases with temperature. this leads to a gradual decrease in viscosity with temperature, which differs from the relatively abrupt drop in viscosity associated at the melting transition of thermoplastic materials. based on the their viscoelastic behavior, vitrimers are capable to provide unique properties such as repairing, reshaping, and recycling. however, these materials also experience limitations such as low scalability, high cost, and low mechanical properties. in this paper, after explaining the above-mentioned issues, two applications of vitrimers in the preparation of reversible adhesives and durable prepregs are investigated.