橡胶制品是极其重要的国家战略资源，承载着现代社会和工业的运作。硫化是橡胶获得高弹性的关键技术，由于硫化后的橡胶网络是由不可逆的永久共价键连接而成，废弃橡胶制品变得“不溶不熔”且不能二次加工成型，此外还会占用有限土地资源、滋生蚊虫，造成黑色污染和火灾隐患。尽管共价适应性网络（CANs）可以赋予橡胶材料自愈性、可回收性和后处理性能，然而，由于其缺乏传统的硫化体系，强度的严重下降使其应用受限。

图1. 热塑性聚丁二烯基材料(PB-PV-x%)的合成路线及其应力应变曲线

  亚胺体系有三种动态平衡，即水解、转氨和复分解。鉴于此，PB-PV-10%可被赋予优良的热再加工和化学回收性能。如图2所示，将材料切割成小块，在100℃、10 MPa下热压1 h即可实现再加工，且多次重复加工后应力-应变曲线基本不变，其性能保持率可达95%以上。如此优异的结果归功于动态亚胺基团，其复分解反应起着非常重要的作用。此外，将试样浸泡在CHCl₃/正丁胺的混合溶液中可完全溶解，形成均匀溶液，推测动态亚胺基团通过转氨作用将聚合物网络解交联，形成初始线性结构。 

图2. 材料热致再加工和化学降解性能

  借助亚胺单元的热诱导复分解反应，可在断裂界面之间重新建立“动态共价桥”，以修复受损材料并实现自焊接。如图3所示，自焊接后的样品可以轻松举起至少是自身重量一万倍的物体。通过高温诱导的亚胺交换反应，该材料可以很容易地定制成各种各样的复杂模型，不需要精确的温度控制和相应的3D模具。重要的是，该材料可以实现接近生理温度的形状记忆，在医疗器械领域具有很大的应用潜力。 

图3. 材料的自焊接，延展性和形状记忆性能

图4. 材料的抗菌性能及导电性能

  相关研究成果以“Renewable Vanillin-Based Thermoplastic Polybutadiene Rubber: High Strength, Recyclability, Self-Welding, Shape Memory and Antibacterial Properties”为题发表在ACS Applied Materials & Interfaces。论文的第一作者为中科院长春应化所博士研究生杨胤鑫和夏铸，通讯作者为贺剑云副研究员和白晨曦研究员。研究工作得到国家自然科学基金等项目的支持。

  论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.2c13339