仿河狸坝分支-骨架-粘土互锁结构：构建高强、阻燃且热稳定的半互穿聚合物网络热塑性复合材料

本研究受河狸坝分支-骨架-粘土互锁结构启发，创新性地设计了基于刚性聚合物链（PPESK/PPENK）与动态共价交联（氨基-氰基反应）的半互穿网络结构。该材料在无需外加阻燃剂的情况下，同步实现了200.6 MPa的高压缩强度、150?°C下>85%的模量保留率、UL-94V-0级阻燃性及1%热失重温度达441?°C（N2）/435?°C（空气）的热稳定性，为极端环境（如航空航天密封件、阻燃5G电子外壳）提供了新一代高性能树脂基体。

　　

Highlight

通过结合刚性能量吸收链与动态共价交联，该材料能够在多个长度尺度上耗散应力而不牺牲稳定性。与许多专注于单一性能提升的仿生聚合物（如受珍珠母启发的材料侧重韧性，蜘蛛丝仿制品侧重强度）不同，我们受河狸坝启发的策略通过缠结骨架和动态局部交联的协同架构，同步实现了强度、韧性、热稳定性和阻燃性的提升。

Conclusions

总之，我们开发了一种受河狸坝分支-骨架-粘土结构启发的仿生聚合物网络，它协同结合了刚性缠结链和动态共价交联。这种架构能够实现高效的多尺度能量耗散，同时保持化学和热稳定性。至关重要的是，阻燃基团被嵌入网络中，无需添加填料即可提供固有的UL-94V-0级阻燃性。优化后的PPESK/C-PPENK复合材料展现出卓越的综合性能，为极端环境应用提供了有前景的候选材料。