研究人員通過利用可逆反應(yīng)的彈性體材料可以在熱塑和熱固之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，意味著熱固性塑料或彈性體可以回收再加工使用。
研究人員利用類似的策略制備了一系列材料，他們選擇可逆的DA反應(yīng)（狄爾斯-阿爾德反應(yīng)）作為交聯(lián)方法，通過改變交聯(lián)度，材料質(zhì)地從超軟到極度堅(jiān)硬，而且是3D可打印的，可自我修復(fù)，可回收再利用的，熱塑和熱固之間可以相互轉(zhuǎn)換，并且可以在空氣中或水下彼此自然粘附。
首先制備一種包含呋喃結(jié)構(gòu)的線性母體聚合物，該聚合物性能軟具有可塑性，然后使用包含馬來酰亞胺的剛性分子作為交聯(lián)小分子，通過DA反應(yīng)對母體聚物鏈進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)形成更堅(jiān)硬的熱固性材料。通過調(diào)節(jié)交聯(lián)度，他們可以合成不同軟硬度的材料，其中創(chuàng)建的最堅(jiān)硬的材料比最柔軟的材料強(qiáng)1000倍。
但是，這種DA交聯(lián)反應(yīng)也是可逆的。當(dāng)溫度足夠高時(shí)（120攝氏度），這些交聯(lián)分子脫離聚合物交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)鏈會(huì)解開交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，從而使材料恢復(fù)到交聯(lián)前原料的狀態(tài)，具有可塑性。在室溫下，材料會(huì)重新交聯(lián)硬化，因此，如果這些材料在環(huán)境溫度下有任何撕裂，都能進(jìn)行自我的修復(fù)。研究人員指出，對于不同的硬度水平，交聯(lián)劑從預(yù)聚物鏈上解離或脫離的溫度相對相同，此屬性對于使用這些材料進(jìn)行3D打印很有用。無論它們是軟的還是硬的，都可以在相同的溫度下將其熔化，然后進(jìn)行打印成型。隨著3D零件冷卻到室溫，不同的層將無縫連接（材料交聯(lián)），從而排除了外部額外固化或任何其他化學(xué)處理的需要。
由于彈性體材料聚合物交聯(lián)的可逆性，因此，3D打印的零件可以回收僅通過加熱再成型使它們變?yōu)椴煌男螤?，?shí)現(xiàn)了所謂的熱固性材料的回收再利用。
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