北京科技大学查俊伟教授团队 AM：聚酰亚胺杂化膜动态特性研究新突破

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聚酰亚胺因独特的分子结构而具有优异的耐高、低温特性，力学性能，耐溶剂性以及十分可靠的绝缘性能，被广泛用于电工电子等领域。然而，材料在长期的高温度、高压力及高电场等恶劣环境中服役会面临机械/电损伤而失效的问题。良好的动态特性能够恢复材料的各项性能指标，促进多次循环利用。然而，高玻璃化转变温度的聚酰亚胺分子链段常温常压下运动困难，无法进行破坏后的主动回收和修复。

针对上述问题，北京科技大学查俊伟教授团队在前期工作 (J. Mater. Chem. C, 2022, 10, 11307-11315; Energy Environ. Mater. 2023, 6, e12427; Adv. Mater. 2023, 35, 2207451.; Adv. Mater., 2023, 2301185.) 的基础之上，进一步突破研究聚酰亚胺材料动态特性过程中面临的修复条件困难，回收效率低的关键问题，首次实现聚酰亚胺杂化膜单体回收。该团队在尽可能保证聚酰亚胺自身优异的热、化学稳定性，高绝缘、机械性能的同时，在聚酰亚胺基因单元和连接酶 (Adv. Mater. 2023, 35, 2207451) 的基础上引入聚酰亚胺扩链剂的概念，进一步提升聚酰亚胺杂化体系中的动态亚胺键的含量，实现高效率修复和超强单体回收，完成聚酰亚胺杂化膜在电或机械损伤失效后的回收再利用。该工作有利于解决电工电子应用聚酰亚胺循环利用难的关键问题，较大程度的实现了节约资源，保护环境的整体目标 (Adv. Mater. 2023, 2304175)。文章部分简图如下：

图1 聚酰亚胺杂化膜的基本特性。

图2 聚酰亚胺杂化膜的修复特性。

 图3 聚酰亚胺杂化膜/碳纤维的回收特性。

团队认为确定适用的动态共价键、动态交联网络结构或离子聚合手段是能够开发出完全闭环可重复利用聚酰亚胺的关键。对于刚性聚合物（如聚酰亚胺）的修复，由于修复条件的苛刻和复杂性，想要实际应用仍然面临很多需要解决的关键问题；而对于可回收聚合物而言，材料损伤失效后被替换，随后进行降解回收的后处理，条件相对易被调节，更有利于实际应用过程中的操控。本工作近期以“Dynamic Covalent Adaptable Polyimide Hybrid Dielectric Films with Superior Recyclability”为题发表于Advanced Materials(Doi: 10.1002/adma.202304175)上。第一作者为北京科技大学20级博士万宝全，通讯作者为北京科技大学查俊伟教授和清华大学党智敏教授。

相关工作链接：

https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2022/tc/d2tc01605b

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/eem2.12427

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adma.202207451

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adma.202301185

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adma.202304175

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