【摘 要】
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动态共价聚合物网络同时兼具了热塑性塑料和热固性塑料的优势,在科学界备受关注。动态共价键的断裂与重构的可逆过程,克服了传统热固性塑料难于回收利用的问题,塑料污染浪费等环境问题得以缓解,扩展了高分子领域的应用范围。通过引导高分子链段的拓扑重排,动态共价键不仅赋予了聚合物自修复、刺激响应、可回收和重复加工利用的性能,而且在药物运输释放、医疗诊断、柔性器件、3D/4D打印等领域具有广阔的应用前景。但是,由
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动态共价聚合物网络同时兼具了热塑性塑料和热固性塑料的优势,在科学界备受关注。动态共价键的断裂与重构的可逆过程,克服了传统热固性塑料难于回收利用的问题,塑料污染浪费等环境问题得以缓解,扩展了高分子领域的应用范围。通过引导高分子链段的拓扑重排,动态共价键不仅赋予了聚合物自修复、刺激响应、可回收和重复加工利用的性能,而且在药物运输释放、医疗诊断、柔性器件、3D/4D打印等领域具有广阔的应用前景。但是,由于动态共价键的键能较弱,目前动态共价聚合物网络大多机械性能较差,限制了此类聚合物在实际生产生活中的应用。另外,探索动态共价键与其他次级相互作用体系（如氢键等）在聚合物材料中的相似性与特异性,研究作用机理,也是一个亟待解决的问题。着眼于动态共价聚合物网络目前存在的问题,本文基于化合物BPID（既是动态共价化合物也是一种力色团）和氢键单元U2-diol设计了一种双重动态聚合物网络（DDPNs）,具有强机械性能、力致变色响应性、优异的自修复和可回收利用性能,并且可以通过动态共价键的力致变色响应进行氢键受力断裂的指示。化合物BPID具有四个羟基,是一种基于碳碳自由基可逆交换的的动态共价化合物,接入聚合物后会构建一重动态共价交联网络。化合物U2-diol同时含有UPy单元和脲基,接入聚氨酯侧链在聚氨酯中形成一重、二重和四重多层次氢键作用,作为物理交联点,进而构建第二重动态非共价物理交联网络。针对合成的聚合物材料,本文依次通过DSC、SAXS、WXRD探究了聚合物的微观结构,证明聚合物内形成了 UPy序列模块化结构;通过DMA、TGA等测试,表明聚合物具有良好的热稳定性;通过单轴拉伸测试,显示出聚合物优异的机械性能和力致变色响应性;通过RGB、VT-SAXS等分析,推测体系中动态单元的断键机制,分析表明在聚合物氢键的断裂要先于动态共价键;最后通过回收性实验、自修复实验证实聚合物的多功能性。
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