矽橡膠製品具有優良的耐（nài）高、低溫性能，電絕緣性、耐氣候（hòu）老化性（xìng），透氣性好等特點，在電子、醫療、日用品等行業廣泛應用。然而（ér），目前所報告的對（duì）矽橡（xiàng）膠（jiāo）的改性（xìng）大多側重於矽橡（xiàng）膠化學成（chéng）分的變化，包括分子鏈的設（shè）計，引入其（qí）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伸性，模量，親疏水性能進行調控。

這種添加額外組（zǔ）分（fèn）的方法，在增強矽膠性能和拓展其應用的同時，也有可能會（huì）限製（zhì）了這類（lèi）改性矽膠在原有領域的（de）應用。成本增加、合成工藝改變、成分不同以及化（huà）學（xué）性質的改變等等問（wèn）題（tí），都會對（duì）最終應用產（chǎn）生較大的影響。

如何在不改變矽膠組分以及分子鏈網（wǎng）絡本身的前提下，去可控的改性矽（guī）橡膠（jiāo）的組分，仍然是一項重（chóng）要（yào）挑戰。

近日，中科大俞書（shū）宏（hóng）院士報道了通過在固化過程中引入溶劑，展示了一種新穎、簡便、低成本的聚二甲基矽氧烷橡膠（PDMS）性能改性方法。

在（zài）不改變矽氧烷（wán）分子鏈和聚合原料的情況下，僅利用溶劑以（yǐ）及水熱限域合成的固（gù）化策略來控（kòng）製矽（guī）氧烷聚合網絡結構，即可實現對矽氧（yǎng）烷拉伸性、柔軟性和粘性等（děng）性能的可控改性。

水熱溶劑（jì）熱法合成超柔高彈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（le）一種商業的高分子量端基乙烯基聚二甲基矽氧烷（wán）作為（wéi）PDMS的預聚（jù）體。將（jiāng）預聚物按指定比例混合，並（bìng）加入矽氧烷的良溶劑分散（這裏（lǐ）選用的是正己烷），充分攪（jiǎo）拌均勻後放入特（tè）氟龍容器中（zhōng），在120℃下反應2h，得到與加入的混合溶液體（tǐ）積一樣的透明（míng）PDMS油凝（níng）膠。與常見溶脹狀態下的水凝膠類似，這種油凝膠表現出（chū）透明、柔軟（ruǎn）、以及較好彈性（xìng）性能。

隨後，作者將（jiāng）凝膠在正己烷中長時間浸泡，反複多次去除裏麵可能含有（yǒu）的未反應的單體，然後（hòu）置於室溫幹燥揮（huī）發去除裏麵溶劑後，凝膠樣塊會隨著正己烷在空氣中揮（huī）發而收縮，最終等比例（lì）縮小，得到了溶劑熱固化的PDMS高彈矽膠 （S-H-PDMS）。

對比發現，在正（zhèng）己烷中多次浸泡去除多餘（yú）單體並幹燥後，S-H-PDMS的密度和外觀與正（zhèng）常固化的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（xué）性（xìng）能卻得到了極大的改進。

S-H-PDMS的合成方（fāng）法及樣品性能

（a）S-H-PDMS的合成方法（fǎ）簡圖。

（b）溶脹狀態S-H-PDMS的照片。

（c）幹燥之後的S-H-PDMS的照片。

（d）普通方（fāng）法固化（huà）的高分子量PDMS的照片。

（e）溶劑熱法固（gù）化的高分子（zǐ）量PDMS的照片（piàn）。兩者具有（yǒu）幾乎相同的透明（míng）度。

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

（g）相較於傳統的PDMS材料，S-H-PDMS表現（xiàn）出超柔高彈的性能。

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

在水熱溶劑熱合（hé）成方（fāng）法中，作者可以通過調控矽氧烷良溶劑的比例來可控製備出具有不同拉伸性能以及強度的PDMS。當（dāng）溶劑（jì）添加量增多時，其矽彈性體的交聯度越低，拉伸性能越好，彈性模量也（yě）越（yuè）低。這種簡單的調控策略可以非常（cháng）高的滿足諸多不同場合所對矽彈性體的（de）性能要求。

不（bú）同溶劑比（bǐ）例合成的矽彈性體性能測試

（a）不同配比下，矽彈性體形貌變化照片（piàn）。

（b）隨著溶劑比例的增高，矽彈性體力學性能變化曲線。

（c）20：1溶（róng）劑配比下矽彈性體的超高拉伸性能圖片。

（d）不同溶劑配比下矽彈性體（tǐ）強度變化。

（e）溶劑比例的變化對（duì）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（fāng）法合成的PDMS應用領域（yù）更為廣闊

當溶劑（jì）添加量到10：1以上時，PDMS還能表現（xiàn）出優異的（de）黏性以及超高的吸油溶脹性能，從而讓（ràng）這種材料在人造皮膚，傳感器以及海麵浮油收集領域有著非常好（hǎo）的應用（yòng）潛力。基於此，作（zuò）者還製備出了一款高靈敏度的有機溶劑傳感器，對不同極性的（de）有機溶劑（jì）有著非常好的區分性能（néng）。

T-H-PDMS的黏附於溶脹性能測試

（a-c）S-H-PDMS與不同材料界麵（miàn）黏附性能測試。

（d-e）S-H-PDMS對不同有機溶劑的（de）溶脹性能測試。

基於S-H-PDMS的有機溶劑電信號傳感器表征於測試

（a）傳感器外觀及導電性能測試。

（b）傳感器表麵（miàn）SEM圖。

（c-d）傳感器對不同極性有機溶劑響應性能測試曲線。

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