实验室压机在重塑自修复 PDMS 网络中的关键功能是作为材料融合的催化剂，通过施加恒定的压力和特定的热条件。通过将切碎的聚合物碎片置于 2 bar 的压力和 25°C 至 100°C 的温度范围内，该机器创造了材料从分散颗粒转变为统一固体的必要环境。
核心要点 实验室压机不仅通过挤压材料来促进回收，还通过增加聚合物链的迁移率来促进回收。这种物理输入会触发动态共价亚胺键的化学交换以及脲氢键的重组，从而有效地修复结构不连续性。
实验室压机的物理作用
施加恒定压力
为了重塑材料，实验室压机施加稳定、定义的压力，例如 2 bar。
这种机械力是使切碎的固体碎片紧密接触的主要驱动力。
如果没有这种恒定的压缩，分散的颗粒将缺乏化学修复过程来桥接碎片之间间隙所需的物理接近度。
调节温度
该机器提供精确的热调节，根据实验要求在特定温度下运行，例如 25°C 或 100°C。
这种热能不仅仅用于熔化；它是决定聚合物系统可用能量的关键变量。
触发化学机制
增加链迁移率
实验室压机施加的热量和压力相结合，可显著提高 PDMS 聚合物链的迁移率。
当链具有迁移率时，它们不再被锁定在切碎碎片内的刚性位置。
这种增加的运动自由度是跨越切碎颗粒边界相互作用的先决条件。
激活键交换
一旦实现链迁移率，实验室压机环境就会在分子水平上触发特定的化学反应。
具体来说，它启动了动态共价亚胺键的交换反应。
同时，它促进了脲氢键的重组。这两种机制使得化学网络能够在碎片界面处进行重组和“修复”。
理解工艺要求
双重条件下的必要性
重要的是要理解，单独的压力通常不足以实现高质量的重塑。
该过程依赖于物理力（以减小空隙空间）和热能（以激活键动力学）之间的协同作用。
未能维持最大链迁移率所需的特定温度（例如 100°C）可能会导致回收材料融合不完全或结构完整性较弱。
为您的目标做出正确选择
为了最大限度地提高重塑过程的有效性，您必须根据您的具体材料目标调整实验室压机的设置。
- 如果您的主要重点是材料回收：确保温度足够高，以充分激活动态亚胺键交换，使切碎的碎片能够融合为无缝薄片。
- 如果您的主要重点是实验一致性：在整个过程中保持恒定的压力（例如 2 bar），以确保均匀的密度并防止重塑 PDMS 中的空隙。
通过精确控制热量和压力，您可以将物理碎片转化为化学上统一的高性能材料。
摘要表：
| 参数 | 在 PDMS 重塑中的作用 | 结果 |
|---|---|---|
| 恒定压力（例如 2 bar） | 消除空隙并确保碎片紧密接触 | 颗粒的物理融合 |
| 受控温度 | 增加聚合物链迁移率 | 化学修复的激活 |
| 亚胺键交换 | 动态共价键重组 | 化学网络重建 |
| 脲氢键 | 跨碎片界面的重组 | 结构完整性恢复 |
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参考文献
- Mickaël Du Fraysseix, Audrey Llevot. Synthesis of Aldehyde Functional Polydimethylsiloxane as a New Precursor for Aliphatic Imine‐Based Self‐Healing PDMS. DOI: 10.1002/marc.202500173
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
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