作者:江庆龄 来源:华东理工大学 发布时间:2024/6/15 15:30:38
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华东理工团队构筑新型共价自适应网络智能材料

 

华东理工大学化学与分子工程学院、费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心教授曲大辉、特聘副研究员顾睿锐课题组,首次将C=C/C=N交换反应应用于聚合网络,构筑了一类无催化剂、可再加工、可形状记忆且具备优异机械性能的共价自适应网络智能材料,为无催化剂共价自适应网络(CANs)智能材料的发展提供了新思路。相关研究发表于《德国应用化学》。

热固性塑料因其优异的尺寸稳定性、耐溶剂性和力学强度而备受重视。将动态共价键引入到热固性聚合物网络中构筑CANs,通过其在特定刺激下的可逆键交换驱动网络骨架链段进行重排,能够赋予热固材料可塑性,以及自修复、可回收、形状记忆等动态特性。如何开发无催化剂的共价自适应网络材料是领域亟待解决的关键科学问题。

研究团队在聚氨酯材料骨架中引入无需催化剂的C=C/C=N动态共价交换反应,设计合成了含有C=C、C=N键的二羟基化合物,并将其与六亚甲基二异氰酸酯交联获得含C=C/C=N复分解基元的热固性聚氨酯。该材料具优异的热/力学性能、稳定性以及耐溶剂性,可媲美普遍应用的热固性树脂材料,且能够通过热压进行多次回收再加工,材料应力松弛速度可被高效调控。

进一步地,研究人员探索了这类材料的形状记忆功能:将其在高温段进行快速键交换以重构其3D永久网络,具备复杂的初始几何形状;在中温段达到玻璃化转变温度后进行链段运动获得弹性以编辑其临时形状;快速降至室温固定临时形状后重新升温,可引发快速形状记忆过程。 

共价自适应网络的可再加工性与形状记忆性质。图片来源于《德国应用化学》

相关论文信息:https://doi.org/10.1002/anie.202406708

 
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