综述：基于计算和过程的高级结构高熵合金设计与分析的关键评述

这篇综述系统评述了动态共价交联弹性体与橡胶（CANs）的设计策略与应用进展，重点探讨了通过动态共价键（如Diels-Alder反应、二硫键、亚胺键等）构建可回收网络的方法，并阐述了其在智能材料（如驱动器、信息存储）和环保领域的潜力。文章归纳了改性通用橡胶（如NR、SBS）与合成弹性体（如PU、POE）的动态交联技术，强调了平衡力学性能与可回收性的挑战与机遇。

　　

动态共价交联弹性体与橡胶的设计与进展

1. 引言

传统橡胶通过硫化形成永久交联网络，虽具备机械强度却难以回收。每年约3000万吨废弃橡胶造成严重环境压力。动态共价交联网络（CANs）通过可逆键（如二硫键、亚胺键）实现材料在室温稳定、高温可重塑的特性，兼具热固性材料的性能与热塑性材料的可加工性。

2. 动态交联弹性体的设计策略

2.1 通用橡胶的功能化改性

• 不饱和橡胶：通过硫醇-烯点击反应在聚丁二烯（PB）链上接枝呋喃基团，再经Diels-Alder反应形成动态网络。
• 饱和聚烯烃：自由基接枝马来酸酐，进一步引入动态酯键或硼酸酯键（如EPDM体系）。
• 聚丙烯酸酯橡胶：利用酯键的转酯反应接枝功能基团，构建可逆交联。

2.2 合成弹性体的动态交联

• 聚氨酯（PU）：在主链引入二硫键（S-S）或二硒键（Se-Se），实现可见光触发自修复。
• 弹性体Vitrimer：基于硼酸酯键或亚胺键的拓扑重排，如乙烯-丙烯共聚物（POE）通过动态硼酸酯交换实现高温重塑。

3. 动态交联材料的智能应用

3.1 驱动器与信息存储

• 光控形变：蒽基修饰的SBS在365 nm紫外光下形成梯度交联，驱动Janus膜弯曲。
• 应力显色：含二硒键的PU通过应力诱导结构色变化实现信息加密。

3.2 表面动态调控

• 可逆皱纹：基于Diels-Alder反应的表面交联层在120℃下解交联，消除皱纹。
• 自修复表面：含二硫键的PU在70℃下60秒内修复划痕，透明性完全恢复。

4. 回收性能与挑战

动态交联天然橡胶（NR）通过β-羟基酯键在180℃下热压5分钟实现100%性能恢复。但工业级连续加工（如挤出）仍面临动态键交换速率与熔体流动性的平衡难题。

5. 前景与展望

未来需开发新型动态化学（如机械响应键）、优化加工技术（如3D打印），并拓展在软机器人、医疗器件等领域的应用。人工智能（AI）辅助分子设计将加速高性能动态交联材料的开发，推动绿色材料科学发展。

（注：全文基于原文缩编，专业术语如CANs、PU、EPDM等均保留英文缩写及符号规范。）