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    我校教师在反硫化领域取得研究进展

    来源 :       作者 :      时间 : 2024-07-15    点击数:123  打印

    近日,我校生物与化学工程学院白天闻博士(周宏伟教授团队成员)在综合类TOP期刊《Nature Communications》(自然指数期刊、JCR一区、中科院一区TOP,影响因子16.6)发表了题为Structural evolution during inverse vulcanization”的研究论文。我校白天闻博士、闽江学院沈航高级工程师、福建师范大学章华桂教授为该论文的通讯作者,福建师范大学郑博拓博士和硕士生钟丽玲为论文的共同第一作者。

    反硫化通过硫磺与多烯烃高温共聚,形成高硫量聚硫化物,所得产物含硫量高、交联位点多,已在多领域得到应用。本工作采用流变学、核磁共振和密度泛函理论(DFT)等方法,分析了三种烯烃模型单体的反硫化过程,发现其显著依赖于时间和单体结构,证实其存在与传统橡胶硫化过程类似的多阶段与反硫化曲线

    通过原位时间扫描测试追踪其反硫化过程中体系的剪切模量变化,研究揭示了反硫化曲线包含诱导期、正硫化期和过硫化期指出过硫化期中芳香烯烃对应的聚硫网络易降解,不饱和脂肪酸酯降解较慢,而环烯烃最稳定。

    通过DFT计算结合核磁共振从分子结构层面确证了反硫化过程中多种硫物种。芳香共轭烯烃反硫化中,硫化物交联点易受硫自由基催化消除生成硫代烯烃,分子间重排成硫代羰基类化合物导致产物降解非共轭长链烯烃的孤立碳碳双键只能缓慢转变为噻吩;环烯烃无法通过消除及重排断链,因此稳定性高。这些发现为反硫化工艺优化和产物结构调控提供了理论依据,开发高性能聚硫化物材料提供了重要参考


    不同烯烃对应的反硫化体系中副反应及反硫化曲线。(a)芳香共轭烯烃、不饱和脂肪酸/长链烯烃和环烯烃的相关副反应以及结构演变历程。(b)反硫化曲线及产物的网络链段结构。


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