创新点

       本文通过硫辛酸逆硫化共聚物在废旧橡胶回收体系中构建动态界面，实现了对回收材料的有效增韧。材料在外力作用下，动态键发生可逆交换，从而将裂纹尖端的应力传递并分散至更大区域，抑制裂纹扩展。该策略为废旧橡胶的高值化与升级回收提供了新的思路与方法。

 如何发展废旧橡胶高值循环再利用新技术已成为当前橡胶工业面临的关键难题之一。废旧橡胶中大量惰性 C-H 键的存在，使其界面相互作用难以有效调控；同时，传统回收方法在破坏硫化网络的过程中往往不可避免地引发橡胶主链断裂，导致再生材料性能显著劣化。因此，发展并优化面向废旧橡胶的界面增强技术，对于实现其高值化、升级回收具有重要意义。

 针对上述问题，海南大学罗明超教授团队利用硫磺与硫辛酸的共聚反应制备了硫辛酸逆硫化共聚物（CSTA），并将其用作废旧橡胶体系的界面改性剂。将废旧橡胶与CSTA共混后热压，即可获得回收橡胶材料（WR-CSTA）。该材料中动态二硫键可发生可逆交换，在外力作用下实现应力的传递与分散，从而显著提升回收材料的韧性，为废旧橡胶的高值化升级回收提供了新的研究思路与技术路径，如图1。

图1 基于界面相互作用交换实现回收WR增韧的概念示意图. a)当含有动态二硫键相互作用的WR体系受拉伸作用时，二硫键可发生可逆交换，实现应力传递与分散，抑制基体裂纹扩展; b) CSTA与WR混合后, CSTA在热压时增强了WR之间的界面相互作用

该工作系统阐明了动态界面诱导的增韧机制：当回收橡胶材料受外力作用时，CSTA 中的动态二硫键发生可逆交换反应，可将原本集中于裂纹尖端的载荷通过界面键交换传递并分散至更大范围，从而有效抑制裂纹扩展并实现增韧。

为验证上述机制，研究团队构建了对照体系：以硫磺与苯乙烯共聚制备苯乙烯逆硫化共聚物（CSST），进而获得具有共价交联界面的回收材料（WR-CSST），并与引入动态界面的WR-CSTA进行对比。在交联密度相当的条件下，WR-CSTA的撕裂强度（最高15.4 kN/m）和断裂能（最高1.26 kJ/m²）均显著优于WR-CSST。进一步的应变场（DIC）分析表明，WR-CSST在裂纹尖端处存在明显应力集中，而WR-CSTA的应变分布更为均匀，应变集中因子显著降低。此外，WR-CSTA的应力传递距离（lT）更长，表明其具备更强的应力传递能力，体现了动态二硫键交换在界面增韧中的独特优势，如图2。

图2  通过动态相互作用交换实现应力分散. a) WR-CSST与WR-CSTA的结构示意图；b) WR-CSST与WR-CSTA的交联密度; c) WR-CSST与WR-CSTA的撕裂强度对比; d) WR-CSST与WR-CSTA的断裂能 (G_c) 对比; e)室温下WR-CSST与WR-CSTA的应力松弛曲线; f) 施加22%应变时, WR-CSST与WR-CSTA的应变场分析; g) WR-CSST与WR-CSTA沿裂纹尖端拉伸垂直方向的应变集中因子分布; h) WR-CSST与WR-CSTA的应力传递距离（l_T）对比。

郭浩嘉是该论文第一作者，吴周亮为共同第一作者，罗明超为通讯作者。

Citation

Guo, H. J.; Wu, Z. L.; Liao, S. Q.; Luo, M. C. Toughening recycled waste rubbers by dynamic interactions for stress deconcentration. Chinese J. Polym. Sci. 2026, 44, 234–241DOI：10.1007/s10118-025-3489-1