相对于热塑性聚合物,热固性聚合物具有优异的力学性能、热稳定性和耐溶剂性,在人类生产生活中广泛应用。然而,由于其永久共价交联结构,无法实现熔融再加工与循环利用,造成了严重的环境负担。基于动态共价键构筑的动态共价聚合物(共价自适应网络,CANs)可通过热激活动态键交换反应实现重塑加工与循环利用。然而,热激活的网络重构会导致材料在高温下力学性能和尺寸稳定性显著下降,导致了可持续性与热稳定性之间的固有矛盾,成为限制动态共价聚合物实际应用的关键瓶颈。
针对以上问题,吉林大学刘小孔教授团队提出了一种动态共价化学的“激活–淬灭”策略,实现了动态共价聚合物中动态键交换反应的精准可控“开–关”。该策略使聚合物网络在可重塑的动态状态与高稳定性的热固性状态之间按需可逆切换,突破了动态共价聚合物可持续性与热稳定性之间的固有矛盾,为动态共价聚合物的实际应用奠定了重要基础。该“淬灭-激活”策略也有望拓展至动态共价液晶网络、形状记忆聚合物等功能材料体系,为解决其热响应驱动性能与热诱导网络重构之间的矛盾提供有效途径。
相关研究成果以“Controlled Switching Between Covalent Adaptable Networks and Thermosets”为题发表于CCS Chemistry上(CCS Chem. 2025, Just Published. DOI: 10.31635/ccschem.025.202506334)。吉林大学博士研究生吴明昊为本论文的第一作者,刘小孔教授为通讯作者。

图1.动态交换反应的“淬灭-激活”以及动态共价聚合物与热固性聚合物的按需可逆切换。
文章链接://doi.org/10.31635/ccschem.025.202506334