生物基Vitrimer高分子材料的研究进展

传统高分子材料分为热塑性材料和热固性材料,热塑性材料可二次加工但刚性不足,热固性材料虽刚性大但回收困难。类玻璃高分子(Vitrimer)材料则介于热塑性材料与热固性材料之间,是一种具有高交联密度网络、可进行二次加工的材料。根据Vitrimer的网络交换机理重点介绍了生物基类玻璃高分子的发展史和研究进展,对基于不同共价键的生物Vitrimer进行了详细介绍:动态酯交换反应的条件相对温和,反应速度快,反应原料广泛,但材料力学性能和可逆性较差;动态二硫键交换的可逆性与可控性更好,且反应对外界酸碱环境要求并不苛刻,然而反应底物一般具有毒性和刺激性气味;动态亚氨键交换可使得材料具有良好的机械性能和耐久性,生物相容性较好,但反应条件与原材料选择相对单一。综述了生物基Vitrimer材料的应用与优势,动态共价键的引入弥补了传统3D打印材料刚性不足和功能单一的缺点,增强了碳纤维复合材料的综合性能,提高了弹性体材料的使用寿命及自我修复效率。并对未来发展前景做出了展望。