Biobasierte selbstheilende Polymere: Aufbau-Strategien und Fortschritte in der angewandten Forschung

Yan-mei Li ,  

Yang-xin Ou ,  

Hao-lin Hang ,  

Jing-jie Shen ,  

Wei-jie Mo ,  

Ze-ping Zhang ,  

摘要

Biobasierte selbstheilende Polymere verbinden die Nachhaltigkeit erneuerbarer Ressourcen mit intelligenten Selbstheilungsfunktionen und zeigen einzigartige Vorteile bei der Förderung der Entwicklung grüner Materialien. In den letzten Jahren ist mit der rasanten Entwicklung der dynamischen Chemie der Aufbau selbstheilender Materialien auf Basis von Biomasse zu einem wichtigen Forschungsbereich im Polymerfeld geworden, der nicht nur die funktionalen Grenzen traditioneller Polymere erweitert, sondern auch neue Wege für das Materialrecycling und die Lebensdauerverlängerung bietet. Dieser Artikel fasst systematisch die Aufbau-Strategien biobasierter selbstheilender Polymere zusammen, wobei der Schwerpunkt auf den Designprinzipien und Reparaturmechanismen dynamischer kovalenter Bindungen (Iminbindungen, Disulfidbindungen, Boratesterbindungen usw.), dynamischer nichtkovalenter Bindungen (z. B. Wasserstoffbrücken, Metallkoordination, elektrostatische Wechselwirkungen) sowie der synergistischen Wirkung multipler dynamischer Bindungen liegt. Darauf aufbauend werden polymere selbstheilende Systeme auf Basis von Polysacchariden (Cellulose, Stärke, Chitosan usw.), Lignin, Pflanzenölen, Proteinen, Naturkautschuk und Gummi von Eucommia sowie weiteren speziellen Biomassen (z. B. Desoxyribonukleinsäure, Teepolyphenole, Icoronsäure, Thioctsäure usw.) vorgestellt, ihr Reparaturverhalten und ihre Leistungsmerkmale unter verschiedenen Auslöserbedingungen (Hitze, Licht, Feuchtigkeit, pH usw.) analysiert und abschließend die Herausforderungen und Entwicklungstrends dieses aufstrebenden Bereichs diskutiert.

关键词

biobasierte Materialien; selbstheilende Polymere; dynamische Bindungen; Nachhaltigkeit; Anwendungen

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