基于生物来源的呋喃类交联剂和脂肪族双马来酰亚胺的可逆Diels–Alder聚酯网络的简易控制

《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》：Facile Control of Reversible Diels–Alder Polyester Networks from Biobased Furan Cross-Linkers and Aliphatic Bismaleimides

生物基可回收共价自适应网络通过Diels-Alder反应合成低毒BMI和生物基呋喃交联剂制备，具有136℃以上热解温度、9.3MPa拉伸强度及优异循环性能和自修复能力。

　　

基于生物的共价可适应网络（CANs）的合成作为一种可持续的替代热固性聚合物的方法越来越受欢迎，因为它们既可回收又对石油化学品的依赖性较低。然而，基于Diels–Alder（DA）反应的生物基CANs通常包含芳香族的N,N′-(4,4′-亚甲基二苯)双马来酰亚胺（BMI），这种物质具有毒性。在这里，我们通过简单的工艺合成了毒性较低的脂肪族双马来酰亚胺，并使用生物基多功能呋喃交联剂，实现了高转化率。随后将这些材料共聚，制备了一系列热可逆的脂肪族聚酯CANs，其凝胶分数高达88–98%。通过研究结构与性能之间的关系发现，呋喃交联剂和双马来酰亚胺的组成控制了网络的热性能和机械性能，使得网络的解离温度可达136°C，拉伸强度可达9.3 MPa。此外，通过温和条件下的压缩成型实验证明了这些网络的可回收性，并且材料的机械性能恢复得非常好（>75%），同时这些材料还表现出快速的自修复能力。这项研究提供了一种简便的方法，可以智能设计无需使用BMI的生物基脂肪族聚酯Diels–Alder CANs，同时通过调节脂肪族双马来酰亚胺和生物基呋喃交联剂的组成来调控网络性能。