The molecular dynamics of polyrotaxane (PR) dispersed homogeneously in a cross-linked epoxy resin were studied using dynamic mechanical analysis (DMA) and pulsed NMR spectroscopy. In PR, poly-ε-caprolactone (PCL)-grafted α-cyclodextrins (CDs) are threaded on a polyethylene glycol (PEG) axis. At low temperatures, the PEG and PCL chains of the PR embedded in the epoxy network are in a glassy state. With increasing temperature, the PEG in the PR undergoes a glass-to-rubber transition and fluctuates in the glassy PCL-grafted CDs confined by the epoxy matrix, which causes viscoelastic relaxation. The glass transition temperature, T g , of the PEG in the PR is much higher than that of pure PEG because of the strong confinement effect in the epoxy network. In addition, the T g of the PEG drastically changes with coverage by the CDs on the PEG, suggesting that the topological constraint by the CDs also substantially influences the PEG dynamics. The viscoelastic relaxation ascribed to PEG enhances the deformability and toughness of the epoxy resin containing PR under uniaxial stretching. The molecular dynamics of PCL-grafted polyrotaxanes (PRs) homogeneously dispersed in a cross-linked epoxy network were investigated using viscoelastic mechanical measurements and relaxation time measurements with pulsed NMR spectroscopy. With increasing temperature, the PEG axial chains in the PRs exhibit a glass-rubber transition and start fluctuating in the CDs with glassy PCL graft chains, which causes viscoelastic mechanical relaxation.

中文翻译：

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聚轮烷分子动力学限制在环氧树脂网络中的粘弹性松弛

使用动态力学分析 (DMA) 和脉冲核磁共振光谱研究了均匀分散在交联环氧树脂中的聚轮烷 (PR) 的分子动力学。在 PR 中，聚-ε-己内酯 (PCL) 接枝的 α-环糊精 (CD) 穿在聚乙二醇 (PEG) 轴上。在低温下，嵌入环氧树脂网络中的 PR 的 PEG 和 PCL 链处于玻璃态。随着温度升高，PR 中的 PEG 经历玻璃到橡胶的转变，并在由环氧树脂基质限制的玻璃状 PCL 接枝 CD 中波动，这会导致粘弹性松弛。由于环氧树脂网络中的强限制效应，PR 中 PEG 的玻璃化转变温度 T g 远高于纯 PEG。此外，PEG 的 Tg 会随着 PEG 上 CD 的覆盖而急剧变化，表明 CD 的拓扑约束也显着影响 PEG 动力学。PEG 引起的粘弹性松弛增强了含 PR 的环氧树脂在单轴拉伸下的变形能力和韧性。使用粘弹性机械测量和弛豫时间测量以及脉冲核磁共振光谱研究了均匀分散在交联环氧树脂网络中的 PCL 接枝聚轮烷 (PR) 的分子动力学。随着温度的升高，PRs 中的 PEG 轴向链表现出玻璃-橡胶转变，并开始在 CD 中波动，并带有玻璃状 PCL 接枝链，从而导致粘弹性机械松弛。PEG 引起的粘弹性松弛增强了含 PR 的环氧树脂在单轴拉伸下的变形能力和韧性。使用粘弹性机械测量和弛豫时间测量以及脉冲核磁共振光谱研究了均匀分散在交联环氧树脂网络中的 PCL 接枝聚轮烷 (PR) 的分子动力学。随着温度的升高，PRs 中的 PEG 轴向链表现出玻璃-橡胶转变，并开始在 CD 中波动，并带有玻璃状 PCL 接枝链，从而导致粘弹性机械松弛。PEG 引起的粘弹性松弛增强了含 PR 的环氧树脂在单轴拉伸下的变形能力和韧性。使用粘弹性机械测量和弛豫时间测量以及脉冲核磁共振光谱研究了均匀分散在交联环氧树脂网络中的 PCL 接枝聚轮烷 (PR) 的分子动力学。随着温度的升高，PRs 中的 PEG 轴向链表现出玻璃-橡胶转变，并开始在 CD 中波动，并带有玻璃状 PCL 接枝链，从而导致粘弹性机械松弛。使用粘弹性机械测量和弛豫时间测量以及脉冲核磁共振光谱研究了均匀分散在交联环氧树脂网络中的 PCL 接枝聚轮烷 (PR) 的分子动力学。随着温度的升高，PRs 中的 PEG 轴向链表现出玻璃-橡胶转变，并开始在 CD 中波动，并带有玻璃状 PCL 接枝链，从而导致粘弹性机械松弛。使用粘弹性机械测量和弛豫时间测量以及脉冲核磁共振光谱研究了均匀分散在交联环氧树脂网络中的 PCL 接枝聚轮烷 (PR) 的分子动力学。随着温度的升高，PRs 中的 PEG 轴向链表现出玻璃-橡胶转变，并开始在 CD 中波动，并带有玻璃状 PCL 接枝链，从而导致粘弹性机械松弛。