化学所等基于新型动态共价键的可回收复用聚合物研究获进展

摘要: 　　环境友好、可回收复用聚合物材料学习是智能仿生和高新技术领域的重要方向，受到全球科学界和工业界的高度关注。聚氨酯（PUs）因其优良性能而被广泛用于涂料、粘合剂、泡沫材料等领域。通常情况下，PUs需要在催化 ...

　　环境友好、可回收复用聚合物材料学习是智能仿生和高新技术领域的重要方向，受到全球科学界和工业界的高度关注。聚氨酯（PUs）因其优良性能而被广泛用于涂料、粘合剂、泡沫材料等领域。通常情况下，PUs需要在催化剂的作用下反应生成热固性树脂来实现应用，有害物质残留以及材料难以回收对其应用造成了诸多限制。
　　中国科学院化学学习所高分子物理与化学实验室学习员徐坚、赵宁课题组科研人员以六亚甲基二异氰酸酯（HDI）和多官能团肟（Oxime）为原料，在无催化剂的温和条件下，成功制备了肟类聚氨酯（POUs）。该聚合反应具有很高效率的突出优点，在30oC的二氯甲烷中反应3小时，转化率高达99%；所制备的POUs与常规PUs机械性能相当。进一步学习发现，肟氨酯键具有热可逆性，POUs表现出优异的热自修复和可回收性质，修复效率可高达90%。这一基于肟氨酯键动态特性的学习成果，使得POUs可回收复用成为了可能。
　　在科技部、国家自然科学基金委、中科院和北京分子科学国家实验室（筹）的支持下，学习人员与北京大学教授余志祥合作，应用密度泛函理论开展了相关的反应机理学习，结果表明肟的异构体硝酮（Nitrone）在聚合反应和可逆交换反应中起到了关键作用。
　　POUs材料具有制备方法简便易行、结构动态可逆、力学性能优良的特点，新型动态可逆肟氨酯键为构筑可回收复用聚合物带来一种新的选择，并有望大大拓展聚氨酯材料的应用领域。
　　该成果申请发明专利CN201710031150.2，学习论文发表于美国化学会志（J. Am. Chem. Soc.）。