Flexible Aerogels from Hyperbranched Polyurethanes: Probing the Role of Molecular Rigidity with Poly(Urethane Acrylates) Versus Poly(Urethane Norbornenes)
Notice bibliographique
Résumé
Flexible and foldable aerogels have commercial value for applications in thermal insulation. This study investigates the molecular connection of macroscopic flexibility using polymeric aerogels based on star-shaped polyurethane-acrylate versus urethane-norbornene monomers. The core of those monomers is based either on a rigid/aromatic, or a flexible/aliphatic triisocyanate. Terminal acrylates or norbornenes at the tips of the star branches were polymerized with free radical chemistry, or with ROMP, respectively. At the molecular level, aerogels were characterized with FTIR and solid-state 13 C NMR. The porous network was probed with N 2 -sorption and Hg-intrusion porosimetry, SEM and SAXS. The interparticle connectivity was assessed in a top-down fashion with thermal conductivity measurements and compression testing. All aerogels of this study consist of aggregates of nanoparticles, whose size depends on the aliphatic/aromatic content of the monomer, the rigidity/flexibility of the polymeric backbone, and generally varies with density. At higher densities (0.3–0.7 g cm –3 ), all materials were stiff, strong, and tough. Aerogels based on urethane-acrylates built around a rigid/aromatic core exhibited a rapid decrease of their elastic modulus with density (slopes of the log–log plots >5.0), and at about 0.14 g cm –3, they were foldable. Data support that molecular properties of the monomer affect macroscopic flexibility indirectly, not so through the particle size, but rather through the growth mechanism and consequently through the interparticle contact area. Thus, flexible aerogels of this study showed no indication for polymer accumulation onto the primary nanostructure (particle sizes via N 2 -sorption and SAXS were comparable), and their interparticle contact area was comparatively lower. Because for flexibility purposes, interparticle contact area is related to interparticle bonding, it is speculated that if the latter is controlled properly (e.g., through adjustment of the monomer functional group density) it might lead to superelasticity and shape-memory effects.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».