四川大学朱剑波教授团队JACS：超强超韧热塑性弹性体设计与合成

热塑性弹性体是指在常温下显示橡胶弹性，在高温下能够塑化成型的高分子材料。传统热塑性弹性大多是基于聚烯烃类分子结构的高分子材料，使用后难以降解回收利用，造成严重的环境污染和资源浪费。同时，热塑性弹性体强度和韧性往往是一对矛盾体，很难同时兼顾。

针对上述问题， 四川大学 朱剑波教授 团队 设计了一种新型α-螺环 - 环己基丙内酯 (α-spiro-cyclohexyl-propiolactone, SHPL) ，其在催化剂负载量低于1 ppm时仍展现出高开环聚合反应活性 。 由此得到的聚-3-羟基-2-环己基丙酸酯（P3HSHP）具有很高的热稳定性以及熔融转变温度，其 T d, 5% = 364 ℃ ， T m = 272 ℃ 。进一步，将 SHPL 与ε-己内酯（CL）进行直接共聚，用于制备高强高韧热塑性弹性体。所合成的梯度共聚物 P （CL 2000 - grad -SHPL 500 ），展现出 58.8 ± 4.03 MPa 的极限拉伸强度、1 959 ± 53% 的断裂伸长率、创纪录的 600 MJ/m 3 的韧性以及高于 90% 的弹性恢复率（图 1 ）。 SHPL 的这些优异性能为新型、可持续高性能热塑性弹性体的开发提供了有力支撑。

图1

该工作以题为“Ultratough Thermoplastic Elastomers Based on Chemically Recyclable Cycloalkyl Substituted Polyhydroxyalkanoates”发表于《Journal of American Chemical Society》。文章第一作者为四川大学化学学院博士研究生黄皓毅，本文通讯作者为四川大学化学学院朱剑波教授和蔡中正特聘副研究员。特别感谢科技部、国家自然科学基金委、四川大学的经费支持。