西安交大科研人员利用硼酸酯化学开发出具有实用价值的可持续高分子材料
动态共价键是一类能在外界条件(如热、pH值、光和催化剂等)触发下发生可逆“断裂”与“重组”的共价键。基于动态共价键的“断裂”与“重组”，交联高分子可以通过分子水平上的拓扑结构演变实现高分子材料的再加工和修复。硼酸酯基作为一类典型的动态共价键，被广泛用于开发可修复和可再生的高分子材料。但是，硼酸酯基对水或醇过于敏感的问题一直困扰着研究人员。
为了解决硼酸酯基对水或醇过于敏感的问题，西安交大化学学院井新利教授课题组提出利用硼氮内配位提高硼酸酯基稳定性的策略，通过合成结构明确的硼氮内配位的环状硼酸二酯(NCB)基小分子模型化合物，并深入研究了其在热或介质触发下的交换反应动力学和热力学。在充分理解NCB基动态共价化学的基础上，将这种高稳定性的含硼杂化动态共价键结构引入高分子交联网络中，合成得到基于NCB基的Vitrimers。基于NCB基的vitrimers既具有传统热固性高分子优异的介质稳定性和力学性能，又可以通过NCB基的关联交换反应实现材料的修复、重塑和回收。尤其是相比于普通硼酸酯基交联的高分子，基于NCB基的vitrimers具有更高的水、热稳定性。这项研究工作为设计具有实用价值的可持续材料提供了一个新的化学策略和概念。
近日，该成果以“Boronic Ester Based Vitrimers with Enhanced Stability via Internal Boron-Nitrogen Coordination”为题在本领域权威期刊Journal of the American Chemical Society 在线发表，化学学院博士研究生张晓婷和王淑娟副教授为该论文的共同第一作者，化学学院井新利教授是论文的通讯作者。论文中的表征和测试得到了西安交通大学分析测试共享中心、化学学院分析测试平台和西北大学分析测试中心的支持。
论文链接：DOI：10.1021/jacs.0c10244
本文转自：西安交通大学，仅供参考学习。