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科技前沿

中科院化学研究所发明热塑性和热固性可互相转换的聚氨酯材料 可回收再利用
来源:高分子网  2017-07-06 10:49:18
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原文:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=288&news_id=5054       化学所基于新型动态共价键的可回收复用聚合物研究取得了新进展。

       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。

肟氨酯键的动态可逆分子机理及POUs热固性材料回收复用
 
       上述反应的特点是室温反应形成交联结构(此时是化学交联的PU材料,所谓的热固性塑料),但是,在加热条件下交联部分发生解交联,意味着PU材料变成热塑性的了,又可以重新加工。

       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。
文章来源:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=288&news_id=5054