【研究聚焦】同济杜建忠/朱云卿/范震: 基于季先科反应构建的可水解生物基双酚用于构建可闭环回收的聚氨酯类玻璃高分子材料

本文聚焦于聚氨酯材料在可持续发展和回收利用方面的挑战。传统聚氨酯依赖石油基原料且不易回收，而广泛使用的双酚A(BPA)存在环境和健康风险。同济大学杜建忠、朱云卿、范震课题组开发了一种基于季先科反应的全新策略，利用SmI₂催化一步法高效合成可水解的生物基双酚单体，实现了100%原子利用率。该双酚引入易水解酯键，并以此构建了全生物基聚氨酯类玻璃高分子(vitrimer)体系。研究结果显示，该材料通过可调控的酚-氨基甲酸酯动态共价键，实现了动态解离温度在70–120℃范围内的精准调节；材料具有优异的力学性能（拉伸强度33 MPa、断裂伸长率>400%）。更重要的是，该材料在网络结构下仍可实现高效的闭环回收，多次回收后机械性能保持率超过90%；同时具备出色的形状记忆与重构能力。在报废阶段，材料在碱性条件下可在3天内完全降解，展现了良好的环境友好性。该项研究成功解决了原料可再生、合成过程清洁化与废弃物闭环回收的全生命周期难题，为开发高性能、可持续的聚氨酯材料提供了创新思路和通用平台。