综述:从糠醛到可再加工热固性树脂:用于动态聚氨酯网络的Diels-Alder单体

《ChemSusChem》:From Furfural to Reprocessable Thermosets: Diels–Alder Monomers for Dynamic Polyurethane Networks

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月08日 来源:ChemSusChem 5.9

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   摘要 共价可适应网络(CANs)通过可交换的共价键解决了热固性材料性能与热塑性可加工性之间的固有矛盾,为可持续聚合物提供了一条有前景的途径。本综述重点介绍了一种基于呋喃-马来酰亚胺Diels–Alder加成的生物基合成方法

  

摘要

共价可适应网络(CANs)通过可交换的共价键解决了热固性材料性能与热塑性可加工性之间的固有矛盾,为可持续聚合物提供了一条有前景的途径。本综述重点介绍了一种基于呋喃-马来酰亚胺Diels–Alder加成的生物基合成方法,利用糠醛衍生的功能化加成物作为预制成单用于聚氨酯CANs。与传统的聚合后交联不同,这种基于加成物的策略允许将动态结构基团可预测地引入聚合物主链中。这使网络拓扑结构和交联密度的精确调控成为可能,同时通过可再生原料和可回收网络设计进一步推进了可持续性。我们展示了基于加成物方法的优势,并建立了结构–性能关系,所制备材料兼具热固性材料的力学性能与刺激响应自修复、形状记忆及可回收特性。本文还概述了其在3D/4D打印、紫外光固化涂料和水基涂料以及可解粘胶粘剂等领域的新兴应用。此外,还讨论了尚存挑战,包括呋喃和马来酰亚胺组分的热稳定性和化学稳定性不足、网络重排活化能较高、依赖不可再生的共聚单体以及潜在毒性问题。未来方向强调理性设计的多动态网络、稳健的亲二烯体以及非异氰酸酯路线,以弥合学术创新与工业可行性之间的差距,迈向完全循环的聚合物体系。

图形摘要

为可持续而可逆,但尚未完善。呋喃-马来酰亚胺Diels–Alder(fmDA)化学通过无催化剂且原子经济的键交换,赋予聚氨酯共价可适应网络自修复、形状记忆和可再加工能力。然而,固有的强度-动态平衡取舍、狭窄的加工窗口以及热循环下的降解制约了其可回收性和使用寿命。要充分发挥糠醛衍生fmDA聚氨酯的可持续潜力,需要合理的网络设计和精细的工艺优化。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

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