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2019-05-12
传统热固性树脂具有高度稳定的共价键交联结构，很难实现再加工利用，因而造成极大的环境污染。相反，具有动态重组性的可逆动态共价键能够赋予交联聚合物良好的可加工性、回收性和其他优异的性能，使其在航空航天、生物医学和建筑等领域拥有更大的应用潜力。
针对上述问题，西安交通大学张彦峰研究员与西北工业大学顾军渭教授团队，利用二胺与甲醛之间一步缩合反应制备了一种半缩胺醛动态共价网络（HDCN），该反应具有无需催化剂、反应快、100%原子利用率、原料易得且室温即可反应的特点。制备得到的热固树脂采用粉碎-热压的方法可以进行可塑加工，且成型的样品具有良好的形状记忆性能、自修复性能、可循环回收和耐溶剂性。其中，利用4,4’-二氨基二苯甲烷（MDA）与甲醛制备的HDCN具有较强的力学性能：其杨氏模量和拉伸强度分别为1.6GPa和60MPa；其形状回复率能够达93.5%，自修复后材料的力学性能能够恢复至修复前的95%以上。另外，通过向体系中引入不同含量的聚醚胺（PEDA）能够调节材料的力学性能同时改变加工条件。当PEDA的摩尔含量为胺总量的30%时，其杨氏模量和拉伸强度仍然能保持在0.8GPa和35MPa之上；并且，其形状恢复速率较纯MDA体系明显加快：30s内就可以完成形状的恢复，同时形状回复率仍能保持在95%。
上述成果以论文形式发表在《ACS大分子快报》（ACS Macro Letter）期刊，题目为《基于室温下甲醛与二胺间无催化剂、无溶剂的一步缩合反应制备的可调、可加工形状记忆材料》（Tunable and Processable Shape-memory Materials Based on Solvent-Free, Catalyst-free Polycondensation between Formaldehyde and Diamine at Room Temperature）。论文共同第一作者为西安交通大学理学院雷恒鑫和中国工程物理研究院王胜男，西安交通大学张彦峰研究员和西北工业大学顾军渭教授为共同通讯作者。
该研究工作得到了国家自然科学基金，西安交通大学“青年拔尖计划”和西安市科技局重点实验室建设项目资助。
论文链接：https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acsmacrolett.9b00199
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