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上海交大史子興團隊《Chem. Mater.》: 可“新陳代謝”的聚合物
2022-07-05  來源:高分子科技

  在人們日常的生活生產中,交聯聚合物材料有著廣泛的用途。但其缺點在于加工成型后形成了永久交聯,無法再加工回收利用,這不利于熱固材料的可持續發展。受到生命體新陳代謝的啟發,在熱固性聚氨酯的分子鏈中,引入“活性點”,在特定條件下進行分子鏈的解鎖和重構,將熱固性材料轉變為“可聚合的大分子單體”,并構建了兩種重塑方法,為熱固性材料的開發和利用提供了一種新思路。


 聚合物“新陳代謝”示意圖和化學機制


  近期,上海交通大學化學化工學院史子興等設計合成了一種烯酮胺結構的小分子,并以其作為動態交聯劑制備了動態交聯的聚氨酯材料。烯胺酮與異氰酸酯反應形成烯胺酰胺在高溫條件下解離為烯酮胺和異氰酸酯,實現了聚氨酯的回收,這一過程被定義為“內循環”。進一步地,基于胺基與異氰酸酯之間的優先反應,胺類化學物可以用作剪刀來切割交聯點,將交聯聚合物轉變為可聚合的大分子單體,參與新型交聯聚氨酯的制備,實現了聚合物 “新陳代謝成長這一過程被定義為“外循環”。這類含烯酮胺結構的動態交聯劑可以替換傳統交聯劑,有利于動態交聯聚氨酯的工業化應用。 


 2 (A) 胺、烯胺酮和異氰酸酯之間的化學反應 (B) 胺、烯胺酮和異氰酸酯之間的競爭反應示意圖


  綜上,本工作結合動態鍵和選擇性化學反應實現聚合物形態從交聯網絡到線性結構的可逆轉變,從而實現交聯聚合物的選擇性多角度再加工,為回收交聯聚合物材料提供了一種備選的解決方案。相關結果以“Macromolecular Metabolism Based on Enaminoneamide Achieving Transformation of Polymer Architecture ”為題發表在Chemistry of Materials上。


  原文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.2c01129

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(責任編輯:xu)
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