Angew. Chem. :利用动态共价和超分子协同增强增韧的类玻璃聚合物

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随着环境问题和资源不可再生问题的日益严重,类玻璃聚合物由于其在可加工和可回收方面的优势引起了人们的极大兴趣。然而,在典型的动态共价网络中,类玻璃聚合物在实际使用温度(低于Tv)下的动态性尚未得到相应的重视。因此,赋予类玻璃聚合物在使用温度下的动态特性,将其再加工性和自适应性相结合,是开发可回收功能聚合物材料的重要途径。


近日,浙江大学的黄飞鹤教授、李光锋研究员和上海交通大学的俞炜教授合作,从肌肉纤维中汲取灵感,巧妙地将B−N超分子聚合物通过四配位硼原子动态结合位点插入共价硼酸酯的聚合网络中,构建了一类共价和超分子协同的类玻璃聚合物BNVs。该类聚合物在外部应力下通过动态B−N键的可逆解离和重新结合而耗散能量,同时,共价网络又能够维持材料整体稳定性,从而具有良好的机械性能。另外,该聚合物中动态共价B−O键和B−N键也赋予了其良好的适应性和再加工性。



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这种协同共价-超分子类玻璃聚合物的成功构建,赋予了其在使用温度(室温)下的动态性。因此,这种策略使得该类聚合物的综合性能得到明显的提高,包括刚度,强度,韧性,抗水性和可再加工性。

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此外,该研究团队采用流变学方法深入研究了该类聚合物的微观结构与宏观性能的内在关系,包括结构设计和性能增强之间的相关性,以及B−O键和B−N动态机制的阐明。

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最后,通过大振幅振荡剪切测试进一步研究了该类聚合物网络对应力作用的响应行为。研究结果表明,该类聚合物网络能够在高频和大应变下通过动态B−N键的快速动态交换,来承受较大的变形,并在短时间内自发恢复。综上所述,共价和超分子聚合物的协同效应,在设计具有特殊的功能类玻璃聚合物材料方面具有巨大的潜力。

文信息

Adaptive and Robust Vitrimers Fabricated by Synergy of Traditional and Supramolecular Polymers

Dr. Jiao Wang, Wei You, Liya Chen, Dr. Ding Xiao, Dr. Xuedong Xiao, Dr. Tianyu Shan, Yang Liu, Prof. Ming Liu, Prof. Guangfeng Li, Prof. Wei Yu, Prof. Feihe Huang


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202405761



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