功能基团调控的环氧类玻璃高分子降解机理与模型优化研究

本文系统研究不同功能基团（-CH3/C=C）对环氧类玻璃高分子（Vitrimer）降解行为的调控机制，通过建立功能基团修饰的降解动力学模型，揭示乙二醇（EG）扩散系数对降解过程的主导作用，为电气设备可降解绝缘材料设计提供理论依据。

　　

研究亮点

本研究通过分子结构设计揭示功能基团对环氧类玻璃高分子（Vitrimer）降解行为的调控机制：

• •
  四氢邻苯二甲酸酐（THPA）体系虽未表现最高反应活性（酯键碳原子亲核Fukui函数值0.0529），但其乙二醇（EG）扩散系数达0.527×10^-4 cm²/s，较其他体系提高20%-130%
• •
  证实EG扩散速率主导降解过程，C=C键可提升溶剂扩散率，-CH₃则产生抑制作用
• •
  建立功能基团调控的修正降解动力学模型，均方误差从0.7539降至0.3679

结论

本研究阐明甲基与碳-碳双键通过调控自由体积显著影响乙二醇（EG）在类玻璃高分子（Vitrimer）中的扩散速率，进而控制材料降解行为，主要结论包括：

1. 1.
   四种固化剂体系降解实验表明，四氢邻苯二甲酸酐（THPA）体系样品降解速率最快
2. 2.
   Fukui函数分析与EG扩散行为研究证实功能基团对降解动力学的协同调控机制