新型交联剂助力热塑性塑料变身共价自适应网络(CANs),推动可持续材料发展

【字体: 时间:2025年03月06日 来源:Chem 19.1

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  为解决热塑性塑料成 CANs 难题,研究人员用含氟苯基叠氮交联剂转化,提升性能且可回收。

  共价自适应网络(Covalent adaptable networks,CANs)作为下一代可持续材料,近来引发了广泛的研究热潮。CANs 通常由单体合成,不过,后聚合功能化可能更具优势,尤其是当单体与聚合条件存在兼容性问题时。这项研究展示了全氟苯基叠氮衍生的氮宾化学,它可作为一种通用、非特异性的交联剂,将包括聚烯烃(poly (olefins) )在内的多种热塑性塑料转化为 CANs。通过动态键交联,网络的机械强度、耐溶剂性和尺寸稳定性得到增强,还具备了自愈能力和可回收性。
研究人员设想,这一策略可用于开发新型刺激响应性交联材料,提高塑料的循环利用性。后聚合功能化还能提升废塑料原料的价值,促进回收或升级再造,为推动合理消费和应对气候变化贡献力量。

亮点:

  • 基于全氟苯基叠氮的交联剂可原位将热塑性塑料转化为 CANs。
  • 该方法适用于低官能度聚烯烃和塑料共混物。
  • 所得 CANs 在可回收的同时,性能有所改善。

总结:
CANs 是通过动态共价键(Dynamic covalent bonds,DCBs)交联的聚合物,赋予网络类似热固性塑料的稳定性和类似热塑性塑料的可回收性。虽然热塑性塑料的后聚合交联是形成 CANs 的有效策略,但该过程并不简单,尤其是对于官能度低且具有全烃主链的聚烯烃。在本文中,研究人员引入基于全氟苯基叠氮的氮宾交联剂,将二硫键、亚胺键和缩醛 DCBs 引入聚烯烃和其他热塑性塑料中,从而将它们转化为 CANs。交联对多种热塑性塑料均有效,赋予了材料尺寸和溶剂稳定性。所得 CANs 还能展现出增强的机械性能,如拉伸韧性翻倍和自愈能力。与传统热固性塑料不同,DCBs 使这些 CANs 能够多次进行化学和 / 或机械回收。该方法的优势在于可利用现有的甚至是消费后的塑料共混物作为起始材料,在保持合成的 CANs 可回收性的同时,改善其热机械性能。
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