华东理工大学化学与分子工程学院教授张琦团队，提出动态聚合物设计新策略，将动态聚二硫与传统高分子的结构特征优势互补，突破了动态聚合物材料的性能瓶颈，为未来可循环高性能工程塑料的设计提供了动态化学解决方案。相关研究成果1月14日发表于《科学-进展》。

高性能材料往往需要高键能的共价键以保持结构稳定性，而加工性和回收性则需要动态、可逆的弱相互作用以实现温和条件下的网络重构。利用多价协同超分子组装，化学家可以制备出若干高力学强度、高热稳定性的超分子聚合物材料。然而，材料结构有序性带来的熵惩特性，使得有序网络在高温下会发生熵驱动解构，即热不稳定性。如何通过（超）分子工程在材料稳定性和动态性之间寻求性能平衡，仍然是领域内的一个基本挑战。

研究团队提出协同有序氢键和动态共价键的新思路，仅需将短链聚脲中两个碳原子替换为二硫键，即可实现高性能可重构聚脲。实验结果表明，二硫键既维持了聚合物本体中脲基氢键的有序组装，又能抑制组装聚合物阵列的面间堆积结晶。同时，S-S·H-N相互作用可提供额外的次级氢键位点，实现动态共价键、非共价键在体相结晶网络中的强弱协同。

研究团队基于此策略合成的半结晶型二硫聚脲材料具有高熔点特征，且可在熔点以下可实现链段迁移与结构重构，展现出兼具热塑性材料的可加工性与热固性材料的坚固性，且对常见溶剂具有良好的耐受性。此外，由于二硫主链的本征动态性，该材料可以通过酸解闭环解聚，实现高产率化学回收。

动态聚合物分子结构与材料性能。图片由研究团队提供

相关论文信息：http://doi.org/10.1126/sciadv.aea8130