ChemSusChem：3D打印制備纖維素-松香基可修復形狀記憶熱固性樹脂

來源：AdvancedScienceNews

導讀：中國林業(yè)科學研究院林產(chǎn)化學工業(yè)研究所儲富祥研究團隊通過對纖維素、松香進行改性，采用光/熱雙固化3D打印策略制備了一種具有熒光、可修復、形狀記憶特性的熱固性樹脂。

將生物質(zhì)資源高效轉(zhuǎn)化為多功能性聚合物材料實現(xiàn)生物質(zhì)資源的高值化利用是一項極具挑戰(zhàn)的研究工作。盡管目前已經(jīng)有眾多的林業(yè)生物質(zhì)資源如纖維素、木質(zhì)素、半纖維素、松香等被廣泛用來制備綠色可持續(xù)的聚合物材料，然而，由于原料結(jié)構的多樣性和化學異質(zhì)性導致這些生物質(zhì)基聚合物材料仍然表現(xiàn)出比石油基材料性能差的缺點。因此，探索一種新的制備策略來制備具有更好性能的生物質(zhì)基聚合物材料是科學界關注的焦點。

據(jù)此，中國林業(yè)科學研究院林產(chǎn)化學工業(yè)研究所儲富祥研究團隊通過對天然的纖維素、松香進行一系列的化學改性轉(zhuǎn)化為同時含有兩種官能團的可聚合單體，然后采用光/熱雙固化的3D打印策略制備了一種性能優(yōu)異的具有熒光、可修復的形狀記憶熱固性樹脂。該策略首先采用立體光刻3D打印技術通過紫外光引發(fā)的鏈增長自由基聚合反應形成第一層交聯(lián)網(wǎng)絡結(jié)構；隨后，對打印得到的熱固性樹脂進行熱處理，使游離在樹脂中的異氰酸酯與單體所含的羥基發(fā)生逐步聚合反應從而形成第二層交聯(lián)網(wǎng)絡結(jié)構。
研究表明該雙固化網(wǎng)絡結(jié)構不僅大大提高了樹脂材料的交聯(lián)密度，并且在樹脂中形成了相分離，這極大地改善了3D打印熱固性樹脂的機械性能和熱力學性能，同時還賦予它們熱觸發(fā)的形狀記憶性能和可修復性能。該研究團隊還發(fā)現(xiàn)由于松香的存在這些3D打印熱固性樹脂表現(xiàn)出強的聚集誘導發(fā)光效應。此外，這些3D打印熱固性樹脂可以在NaOH水溶液中降解，并原位形成一種柔性導電水凝膠，這些導電水凝膠在柔性電子材料和智能光電材料中具有重要的應用價值。

相關結(jié)果發(fā)表在ChemSusChem (DOI:10.1002/cssc.201902191)上，文章第一作者為博士研究生盧傳巍，王基夫研究員為該文章通訊作者。

原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/cssc.201902191