美国华盛顿州立大学张锦文教授和刘湍研究员：生物基类玻璃高分子材料的研究进展

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高分子材料大多由不可再生的化石基原料制备而成，在生产、使用、废弃物处理过程中容易造成环境污染问题。利用可再生生物质资源制备高分子材料是解决上述问题的重要途径。诸如植物油、松香、呋喃、乳酸等多种生物质原料及其衍生物具有原料来源广和易于结构改性等特点已经在高分子材料的工业生产中使用。另一方面，作为高分子材料的一大类，传统热固性高分子材料因具有稳定的交联网络而难以被修复、降解和循环利用。材料一旦受到损坏，可能面临废弃问题，造成了资源的浪费以及环境的破坏。通过在交联网络中引入动态共价键能够制备可修复、可加工、可降解的热固性高分子，对延长材料使用寿命和减少废弃物具有重要意义。需要强调的是，延长材料使用寿命和减少废弃物等同于降低材料的使用成本，为提高这类材料在未来市场的竞争力提供了支持。目前，塑料引发的对环境、人类健康以及社会发展的危害已成为现阶段不得不解决的问题。通过使用可再生生物质原料制备含有动态共价键的高分子材料或许能够成为上述问题的根本解决办法。

美国华盛顿州立大学张锦文教授和刘湍研究员在特约综述中介绍了类玻璃高分子材料的发展史和特点，着重强调了动态共价键往往同时具有重排和分解两种机理，还介绍了生物基类玻璃高分子材料的研究进展，其中涉及的动态共价键种类包括羟基-酯、席夫碱、二硫键和羟基-氨酯，涉及的生物质原料主要包括植物油、木质素、纤维素、天然橡胶、松香及香草醛等。目前，该领域的研究尚处于初始阶段。需要更多的优质研究能够同时从性能和成本两方面出发，针对性地开发可替代现有石油基高分子材料的产品，从而促进生物基高分子材料的应用和产业发展。另一方面，大部分类玻璃高分子材料的力学性能和稳定性与现有商业化高分子材料存在一定差距. 如何平衡材料的固塑性与其主要使用性能(如：力学性能和玻璃化温度等)是需要研究的关键问题。

该综述发表在《高分子学报》2020年第8期“庆祝张俐娜院士80华诞专辑”(即将出版)，DOI：10.11777/j.issn1000-3304.2020.20047，通讯作者是美国华盛顿州立大学张锦文教授。

原文链接：

https://doi.org/10.11777/j.issn1000-3304.2020.20047

来源：高分子学报

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