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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

【中国涂料在线新闻资讯】

环境友好、可回收复用聚合物材料研究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。
 
中国科学院化学研究所高分子物理与化学实验室研究员徐坚、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。进一步研究发现,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研究成果,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,研究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研究,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,研究论文发表于《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc.)。

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