基于绿色且可持续的伊康酸(itaconic acid)的玻璃态聚合物,具有快速应力松弛特性、优异的防火性能,并通过多种动态键的协同作用实现可回收性

《Green Chemistry》:Green and sustainable itaconic acid-based vitrimers with rapid stress relaxation, superior fire safety, and recyclability via synergistic roles of multiple dynamic bonds

【字体: 时间:2025年10月11日 来源:Green Chemistry 9.2

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  生物基聚物通过整合动态酯、二硫键和硅氧键协同网络实现快速应力松弛(8秒内)、高光学屏蔽(UV≈0%,可见光≈3%)和UL-94 V-1阻燃性,兼具可降解(1M NaOH 1小时)和可回收(500g负载)特性。

  

通过战略性地利用可再生原材料及其衍生物来制备具有特定功能的生物基玻璃态聚合物备受期待。然而,要在不使用传统阻燃剂的情况下实现快速的动态键交换和内在的阻燃性能,面临一个关键挑战。在这里,我们通过动态酯键、二硫键和硅氧烷键的互补作用,在基于衣康酸的EIA/TA/BAS(ETB)玻璃态聚合物中精确地构建了一个协同的共价网络。实验结果表明,ETB在阻挡紫外线(透光率约为0%)和可见光(透光率约为3%)方面表现出优异的性能。此外,ETB能够实现极快的动态键交换,在180°C下8秒内即可完成应力松弛,并具有出色的形状记忆性能(恢复时间约为60秒)。同时,这种快速的键交换赋予了ETB可回收性和良好的焊接性能(承受500克的负载)。来自生物基化合物的独特酯键和二硫键使得ETB在1 M NaOH、80°C、1小时的条件下能够快速发生化学降解。值得注意的是,由于硅氧烷键和二硫键的协同作用,ETB具有UL-94 V-1级别的内在阻燃性能,这些键可以释放不可燃气体并促进硅-硫协同炭化作用的形成。这项工作为基于生物基单体的内在结构开发功能性聚合物提供了一种简单且成本效益高的策略。

图形摘要:通过多种动态键的协同作用,这种基于衣康酸的绿色可持续玻璃态聚合物具有快速的应力松弛性能、卓越的消防安全性和可回收性
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