ChemSusChem：3D打印制備纖維素-松香基可修復(fù)形狀記憶熱固性樹脂

來源：AdvancedScienceNews

導(dǎo)讀：中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所儲(chǔ)富祥研究團(tuán)隊(duì)通過對(duì)纖維素、松香進(jìn)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(fù)、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(shí)現(xiàn)生物質(zhì)資源的高值化利用是一項(xiàng)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(gòu)的多樣性和化學(xué)異質(zhì)性導(dǎo)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(diǎn)。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(xué)界關(guān)注的焦點(diǎn)。

據(jù)此，中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所儲(chǔ)富祥研究團(tuán)隊(duì)通過對(duì)天然的纖維素、松香進(jìn)行一系列的化學(xué)改性轉(zhuǎn)化為同時(shí)含有兩種官能團(tuán)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(fù)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(shù)通過紫外光引發(fā)的鏈增長(zhǎng)自由基聚合反應(yīng)形成第一層交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；隨后，對(duì)打印得到的熱固性樹脂進(jìn)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(yīng)從而形成第二層交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
研究表明該雙固化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)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(jī)械性能和熱力學(xué)性能，同時(shí)還賦予它們熱觸發(fā)的形狀記憶性能和可修復(fù)性能。該研究團(tuán)隊(duì)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(qiáng)的聚集誘導(dǎo)發(fā)光效應(yīng)。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(dǎo)電水凝膠，這些導(dǎo)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(yīng)用價(jià)值。

相關(guān)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