改进的B-N协同动态硼酸盐化学工艺，用于提高稳定性的可回收热固性材料

《Nature Communications》：Enhanced B–N coordinated dynamic boronate chemistry for recyclable thermosets with elevated stability

　　

摘要

不可回收的热固性废弃物对环境造成的影响要求我们寻找可持续的聚合物解决方案。现有的动态共价硼酸酯化学方法在相对较低的温度（<150?°C）下才能发挥作用，这导致其稳定性不足以满足热固性材料的要求。在这里，我们通过一种含有增强型B–N配位键的N-亚氨基二乙酸（N-IDA）硼酸盐体系克服了这些限制。这种强化的B–N键（约1.65??）使动态共价键具备了卓越的热稳定性和在150?°C以上仍可控制的交换性能。我们利用这种化学方法开发了与商用单体和热塑性塑料兼容的自由基交联剂。由此制备的可回收热固性材料表现出出色的热稳定性、在恶劣环境下的化学耐久性（85?°C/85%相对湿度，持续7天），以及优异的尺寸稳定性。这种稳定性与可交换性的平衡在热缩交联聚乙烯（XLPE）中得到了体现：增强的B–N配位键在服役温度（<150?°C）下保持了网络的完整性，同时使得材料在150?°C以上仍可进行热再加工。通过将基于硼酸酯的动态化学方法的适用范围扩展到高温领域，这项工作为开发出不牺牲稳定性的可回收热固性材料提供了一条可扩展的途径。