苯二胺-苯胺与苯二胺-邻甲氧基苯胺共聚物的合成及其聚苯胺类结构研究

本文通过大规模分子动力学(MD)模拟揭示了环氧基玻璃体(DGEBA-4-AFD)的固化机制与动态二硫键交换反应(BERs)的分子机理，创新性地开发了可控交联密度(ρcl)的算法，证明提高ρcl可增强玻璃化转变温度(Tg)和机械性能，并实现95%自修复效率，为可回收热固性材料设计提供原子尺度见解。

　　

Highlight

玻璃体化学特性

DGEBA（双酚A二缩水甘油醚）作为最常用的环氧树脂，以其卓越的机械强度和明确的分子结构著称。本研究采用含二硫键的4-氨基苯二硫醚(4-AFD)作为固化剂，其动态共价键在热激活下可发生可逆交换反应(BERs)，这是赋予玻璃体（vitrimer）自修复和再加工能力的关键。

固化反应建模

我们通过基于距离的交联算法模拟DGEBA-AFD体系的固化过程（图3a）。当环氧碳原子与胺氮原子距离达到预设阈值时，触发C-N键形成并伴随环氧基团开环（图3b-e）。该算法成功构建了具有精确ρ_cl控制的三维网络结构。

结论

本研究建立的MD框架揭示了玻璃体在原子尺度的动态重组机制：提高ρ_cl会增强材料刚度（弹性模量提升37%）和热稳定性（T_g上升22℃），同时二硫键交换反应能有效修复纳米空隙和裂纹，使修复后材料恢复95%原始性能。这些发现为设计可循环工程塑料提供了理论基石。