环氧大豆油丙烯酸酯与N-异丙基丙烯酰胺的协同交联：可再生材料的功能化设计与性能突破

本研究针对生物基材料功能化需求，通过自由基反应将环氧大豆油丙烯酸酯(ESOA)与N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)结合，采用前沿聚合技术开发系列交联材料。研究发现ESOA可显著提升聚(NIPAAm)(PNIPAAm)的机械性能与疏水分子保留能力，且材料孔隙率、溶胀性等参数可通过组分比例精准调控，为水处理等领域提供新型环保材料解决方案。

　　

在可持续发展成为全球共识的今天，开发石油基材料的替代品已成为科研热点。植物油脂衍生物因其可再生性和可修饰性备受关注，其中环氧大豆油丙烯酸酯(ESOA)因其丙烯酸酯基团带来的反应活性，成为改性传统聚合物的理想候选。然而，如何通过绿色工艺将ESOA与功能聚合物结合，同时突破材料性能瓶颈，仍是亟待解决的难题。

聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)作为温敏性聚合物代表，在生物医学等领域应用广泛，但其机械强度差、疏水分子负载能力弱的缺陷制约了实际应用。传统改性方法往往涉及高能耗工艺或不可持续原料，这与环保理念背道而驰。针对这一矛盾，研究人员创新性地将ESOA与NIPAAm通过前沿聚合(Frontal Polymerization)这一节能技术相结合，开辟了材料功能化新路径。

研究团队采用三己基十四烷基磷过硫酸盐(TETDPPS)作为无气体释放的自由基引发剂，通过调控ESOA/NIPAAm比例(10-90wt%)制备系列材料。前沿聚合参数监测显示，随着NIPAAm含量增加，聚合前沿速度(V_f)和最高温度(T_max)显著提升，但当ESOA占比超过90%时体系无法自维持反应。微观结构分析揭示ESOA含量增加会导致材料孔隙率下降，差示扫描量热(DSC)证实组分间良好的相容性源于聚合过程中形成的共聚物网络。

机械性能测试呈现突破性发现：动态机械分析(DMA)显示ESOA的引入使材料压缩模量大幅提升，证实其作为共聚单体和交联剂的双重功能。溶胀实验表明，随着ESOA比例增加，材料在水中的溶胀率降低，但对疏水染料Oil Red O的保留能力显著增强——这一特性为水处理应用提供了直接依据。研究还发现，组分比例可精确调控材料的热响应温度，使其在25-35°C范围内具有可编程的溶胀-收缩行为。

该研究首次实现ESOA基材料的前沿聚合制备，突破传统工艺的能耗限制。所开发材料兼具优异的机械性能和可控的疏水分子负载能力，不仅拓展了PNIPAAm的应用边界，更为生物基功能材料的绿色制造提供了范式。论文发表于《European Polymer Journal》，其创新性体现在三方面：一是建立ESOA与PNIPAAm的协同增效机制；二是验证前沿聚合在植物油衍生物加工中的普适性；三是开辟疏水污染物吸附材料的新设计策略。这项成果对推动可持续材料在环境修复、药物缓释等领域的应用具有重要指导价值。