北京化工大学软物质高精尖核心胡君熏陶、法国巴黎高科化学学院李敏慧熏陶等讨论职员正在Cell Press细胞出书社旗下期刊Matter上揭晓了题为“High-performance poly(thioctic acid)-based thermosets featuring upcycling ability for in-situ foaming enabled by dual-dynamic networks”的讨论论文。讨论团队基于自然幼分子硫悲哀(TA)的开环纠合性子以及聚硫悲哀(polyTA)的闭环接收性子,提出运用硫悲哀和刚性脂肪胺共固化贸易化环氧单体,策画修建含动态酯键和二硫键的双动态共价自适合汇集,开拓出兼具高机器职能和热职能的聚硫悲哀基热固性环氧树脂,并通过原位降解发泡竣工了热固性树脂销毁物的升级接收。本项讨论处置了聚硫悲哀基高分子原料机器强度弱和情况耐久性差的题目,为开拓高职能可接收的热固性高分子原料供应了新格式。论文第一作家为北京化工大学博士生马亚宁,通信作家为胡君熏陶和李敏慧熏陶。
聚硫悲哀(polyTA)是以自然幼分子硫悲哀(TA)为原料,经开环纠合响应合成的一类高分子纠合物,且能正在适宜表界刺激下竣工本身解聚,为发扬绿色可接收高分子原料供应了一种可行的计划。然而,受限于polyTA的柔性构造和低交联密度,现有聚硫悲哀基高分子原料往往存正在机器强度弱和情况耐久性差的题目。于是,若何开拓拥有优异机器职能和动态职能的聚硫悲哀基高分子原料仍拥有挑衅。
与守旧的共价交联汇集分别,共价自适合汇集(Covalent adaptable networks,CANs)是一类含有动态共价键的交联纠合物汇集,平时拥有热固性原料的高机器强度和热塑性原料的可重塑性。此中,基于酯交流响应的环氧CANs因原料大略易得、固化工艺大略和机器职能优异等特性被寻常讨论。本讨论中,团队运用幼分子TA和4,4-二氨基二环己基甲烷(PACM)共固化贸易化环氧单体(DGEDC),策画修建了含动态酯键和二硫键的双动态共价自适合汇集(DGEDC/TA/PACM,图1),造备出高职能聚硫悲哀基热固性环氧树脂,并运用树脂降解液的原位发泡,告成竣工销毁热固性树脂到聚氨酯泡沫的升级接收。
通过大略的一锅法造备了一系列分别TA含量的DGEDC/TA/PACM交联汇集。总共系统都显示出较高的透过率( 70%)、胶含量( 97%)以及优秀的耐溶剂性(图2)。
得益于交联汇集的高交联密度和刚性构造,DGEDC/TA/PACM显示出优异的热职能(初始降解温度Td5%~289°C,玻璃化更动温度Tg~145°C)和机器职能(拉伸强度~70 MPa,弯曲强度~101 MPa),优于目前已报道的大一面聚硫悲哀基高分子原料,希望用于构造原料范畴(图3)。
系统中的动态酯键和二硫键使DGEDC/TA/PACM汇集能够正在190°C时迅疾应力和缓,竣工热固性树脂原料的再加工、自愈合和温和降解。别的,汇鸠合大方慎密堆集的叔胺构造给与原料簇集诱导发光性子,可用于检测原料的物理毁伤和自愈合经过(图4)。
该热固性树脂销毁物能正在聚乙二醇(PEG-600)中统统降解,降解液无需分手纯化,直接参加发泡帮剂后可原位发泡,升级接收为含有动态共价键的聚氨酯泡沫,接收后的泡沫拥有优异的疏水性( 105°)、压缩强度(0.097 MPa,80%应变)和回弹性(图5)。
本项讨论将硫悲哀和刚性脂肪胺举动共固化剂与环氧单体响应,策画修建了含动态酯键和二硫键的双动态共价自适合汇集,开拓出兼具高机器职能和热职能的聚硫悲哀基热固性纠合物,并通过原位降解发泡将热固性纠合物销毁物升级接收为聚氨酯泡沫。本项讨论处置了聚硫悲哀基高分子原料高机器职能和疾动态职能间的冲突,为开拓高职能可接收的热固性高分子原料供应了新思绪。