动态共价键（DCBs）的特性显著影响共价可适应网络（CANs）的粘弹性和机械性能[1],[2]。尽管 Diels–Alder (DA) 化学被广泛用于构建动态聚合物网络，但对单一类型 DCB 的依赖限制了相应 CANs 物理性质的调节[3]。此外，由于 DCB 提供的能量耗散不足，CANs 的韧性通常较低[4]。因此，在使用过程中的网络稳定性和键的可交换性之间实现微妙平衡是设计动态聚合物网络时的一个基本挑战[5]。因此，通过能量耗散机制（如超分子相互作用）提高 CANs 的性能可以解锁基于单一 DCB 的网络难以实现的新特性和可能性[5]。
为了实现可持续聚合物化学的目标，DA 反应从两个角度引起了广泛关注。首先，用 DCBs 替换永久性共价交联剂可以形成可回收和可再加工的聚合物[6],[7],[8],[9],[10],[11],[12],[13],[14],[15],[16],[17],[18]。其次，使用呋喃-马来酰亚胺对可以引入生物质来源的呋喃类化合物，为化石基化合物提供可持续替代品[19]。尽管大多数 CANs 仍然基于石油，但向生物基替代品转变有助于减少塑料废物和对化石资源的依赖，同时支持循环材料设计[20]。木质纤维素生物质因其丰富性和可再生性，成为在化学工业中替代石油基原料的合适候选者[21],[22],[23],[24]。过去十年中，包括 5-羟基甲基呋喃（HMF）、5-(氯甲基)呋喃（CMF）、双(羟甲基)呋喃（BHMF）和呋喃在内的生物质来源的呋喃类化合物的合成一直是绿色化学领域的一个重要研究方向[25],[26],[27],[28],[29],[30],[31],[32],[33]。这些化合物由于其富含电子的呋喃环和多样的官能团，在生产高附加值化学品（包括先进聚合物材料[17],[34],[35]）和可持续生物燃料[37],[38]方面展现出巨大潜力，而这些产品目前大多依赖于石油基的苯/甲苯/二甲苯衍生物。宏分子间的 DA 环加成提供了一种原子效率高的方法，将这些生物质来源的呋喃平台转化为自修复材料[39],[40],[41]。就二烯反应性而言，吸电子取代基会显著降低反应速率，往往使产物形成变得不可能[42],[43]。从呋喃衍生出的呋喃胺（FA）具有供电子的氨基取代基，显著增加了呋喃环的 π-电子密度。这一结构特征使 FA 成为与缺电子物质进行 DA 环加成的高活性二烯[45]。
基于 BMI 的高度交联网络在工业应用中表现出优异的热稳定性和机械性能[46]。高度交联的网络增加了硬度和玻璃化转变温度（Tg），然而这限制了其内在的自修复能力[47]。此外，基于 BMI 的热固性材料具有固有的脆性，导致断裂韧性低且易受冲击破坏。虽然已经探索了线性 BMI 衍生物作为替代品，但其合成通常受到不可逆副反应的限制，或者依赖于市场上不可获得的马来酰亚胺，或者专注于与本研究不同的应用[48],[49],[50],[51],[52],[53],[54],[55]。总体而言，链扩散，尤其是反应性官能团的局部移动性，是系统内在自修复能力的关键因素。将超分子相互作用引入动态共价网络中可以建立双重动态网络，从而协同增强机械性能和有效的自主自修复行为[2],[5]。我们之前的研究表明，在含有 Schiff 基团的 CANs 中引入氢键显著改善了其机械性能，包括拉伸强度和杨氏模量（在含有 10 wt% PEG 时分别提高了 1.79% 和 2.21%），以及弹性变形能力和热稳定性[56]。
本文报道了一种热可逆的、部分基于生物质的聚合物网络，该网络结合了 DA 键和氢键，在双重动态网络中实现加热介导的自修复和可回收性。使用商业和生物质原料通过一步法、无溶剂合成，高产率实现了这种方法作为可持续热固性聚合物工业可行性的潜力。生物基 FA 被用作合成呋喃功能化寡聚物（FEG）的可持续前体，随后与 BMI 进行 DA 环加成反应。引入 PEG 是实现结合可逆共价键与非共价超分子相互作用的双重动态网络的一种可行方法。该配方在冷却后迅速固化，无需后处理，提高了能源效率，并适用于特定应用。对所得网络的性能进行了评估，包括其热机械性能、可回收性和可再加工性。
