单单体正交聚合制备可降解热固性材料:突破传统,迈向可持续

【字体: 时间:2025年01月30日 来源:Nature 50

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  为解决交联热固性材料源于石化且不可回收的难题,研究人员开展了可降解热固性材料的研究。他们利用商业可得的生物基单体 2,3 - 二氢呋喃(DHF),通过正交聚合制备出可降解热固性材料,该材料可刺激选择性降解、回收,意义重大。

  交联热固性材料是高度耐用的材料,但克服其石化来源以及无法回收的问题是一项巨大挑战。许多制备生物基或设计可降解交联聚合物的策略已被提出,但这些策略需要多个资源密集型的合成和纯化步骤,目前还无法替代传统消费材料。在此,研究人员展示了一种模块化的、一锅法合成可降解热固性材料的方法,原料是商业可得的生物基单体 2,3 - 二氢呋喃(DHF)。在钌催化剂和光酸产生剂存在的情况下,DHF 进行缓慢的开环易位聚合,生成一种柔软的聚合物;随后,光照会引发强酸产生,促进相同 DHF 单体的阳离子聚合,从而在空间上交联并强化材料。通过控制催化剂负载量和光照条件,研究人员能够制备出物理性质跨越多个数量级的材料,并实现空间分辨的材料区域。重要的是,基于 DHF 的热固性材料可进行刺激选择性降解,在温和加热条件下可回收为单体。在单一官能团上使用两种不同的聚合机制,能够合成出具有精确控制性能的可降解和可回收热固性材料。
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