形狀記憶聚酰亞胺具有出色的形狀記憶性能、機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性，耐化學(xué)、抗輻射、耐高低溫等特點(diǎn)，在柔性電子器件、高溫驅(qū)動(dòng)器等領(lǐng)域具有應(yīng)用前景。與熱塑性形狀記憶聚酰亞胺相比，熱固性形狀記憶聚酰亞胺具有更優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性和耐蠕變性能。然而，熱固性聚酰亞胺由于化學(xué)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的存在，難以熔融和溶解，無法再加工和循環(huán)利用；不易通過綠色的方法快速降解回收，造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。

近日，中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所聚合物自潤滑復(fù)合材料課題組設(shè)計(jì)合成了基于動(dòng)態(tài)烯胺鍵的熱固性形狀記憶聚酰亞胺，實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)回收利用。研究人員以胺封端的聚酰亞胺齊聚物和均苯三甲醛縮聚形成可逆動(dòng)態(tài)烯胺鍵交聯(lián)的熱固性聚酰亞胺。這種熱固性聚酰亞胺的楊氏模量達(dá)1.8 Pa、斷裂伸長率達(dá)10%、拉伸強(qiáng)度達(dá)87 Pa，性能與同類結(jié)構(gòu)高分子量聚酰亞胺相當(dāng)。動(dòng)態(tài)烯胺鍵的引入并未降低聚酰亞胺的熱穩(wěn)定性。此外，該熱固性聚酰亞胺還表現(xiàn)出了良好的形狀記憶效應(yīng)，形狀固定率達(dá)96%、形狀回復(fù)率達(dá)97%。

研究人員在沒有任何催化劑的條件下實(shí)現(xiàn)了熱固性形狀記憶聚酰亞胺在酸性溶液中的快速解離；通過溶劑揮發(fā)法，可獲得熱固性聚酰亞胺薄膜，從而實(shí)現(xiàn)熱固性聚酰亞胺的閉環(huán)回收利用。再成型的熱固性聚酰亞胺的綜合性能與最初的相當(dāng)，強(qiáng)度回收率達(dá)97%。由于這種熱固性聚酰亞胺具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性，同時(shí)兼具形狀記憶和回收再利用性能，是一種具有前景、可持續(xù)循環(huán)利用的多功能材料。

相關(guān)研究成果以Fully Closed-Loop Recyclable Thermosetting Shape Memory Polyimide為題，發(fā)表在ACS Sustainable Chem.Eng.上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、中科院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究項(xiàng)目、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)、甘肅省自然科學(xué)基金項(xiàng)目等的支持，獲得1件授權(quán)專利。

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形狀記憶聚酰亞胺閉環(huán)回收過程、機(jī)械性能和形狀記憶性能演示