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四川大学杨伟教授团队:动态网络策略调控可生物降解聚合物性能

已有 139 次阅读 2025-12-15 04:38 |系统分类:论文交流

文章重要内容

      四川大学杨伟教授团队综述了基于动态网络策略调控可生物降解聚合物性能的研究进展,重点介绍其在调控加工性能、强化力学性能、优化多相/复合体系界面相互作用以及实现高效回收与再利用等方面的研究成果与作用机制,以期为高性能、可持续可生物降解聚合物的设计与开发提供参考。

文章背景

       可生物降解聚合物因其主链结构可通过化学或生物过程实现可控降解,为废弃塑料的终端管理提供了多样化且环境友好的解决方案,在构建可持续循环塑料经济体系中展现出巨大潜力。尽管具备良好的降解性,可生物降解聚合物普遍存在加工性能欠佳、力学强度不足等问题,严重制约了其规模化应用和高附加值应用场景。同时,实现材料全生命周期的可持续性对其循环再生策略提出了更高要求。

文章概述

       最近,四川大学杨伟教授团队系统总结了基于动态网络策略调控可生物降解聚合物性能方面的研究进展,主要包括以下几个方面:(1)加工行为的调控:通过动态网络构筑改变分子链的拓扑结构,实现可生物降解聚酯熔体强度的提升与熔体拉伸增稠;此外,通过引入可逆共价键或动态非共价相互作用,赋予多糖分子链应力松弛与拓扑重组能力,实现天然多糖高分子的热塑性成型。(2)力学性能的增强:基于动态交联的“大分子工程”策略,对聚合物化学结构进行再设计,实现力学性能的显著提升;(3)界面相互作用的调控:利用动态键交换反应高效改善聚合物共混物的相容性、增强熔融沉积成型(FDM)3D打印件的层间结合力,以及强化纤维素复合材料的界面结合;(4)可控降解与循环利用:通过引入对特定刺激响应的动态共价键,实现链段的可控断裂与重组,从而实现材料的可控降解与闭环循环。最后,对该领域未来面临的主要挑战与发展方向进行了展望。

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图1 动态网络调控可生物降解聚合物的加工、性能、相互作用和回收。

该综述全面展示了动态网络化学在推动可降解高分子材料高性能化与可循环化方面的重要作用,为构建可持续塑料循环体系提供了新的理论与技术参考。

本文为“高分子复合材料与自修复材料”专辑特约稿件,即将以综述形式在《高分子学报》印刷出版。综述第一作者为四川大学包睿莹副研究员,通信联系人为杨伟教授

引用本文

包睿莹, 杨伟 . 动态网络策略调控可生物降解聚合物性能 . 高分子学报, 2025, 56(12), 2125-2138Bao, R. Y.; Yang, W. Tailoring properties of biodegradable polymers through dynamic networks. Acta Polymerica Sinica, 2025, 56(12), 2125-2138



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