Monolithische dynamische kovalente Polymer-Aerogele mit geschlossenem Recyclingkreislauf

29.03.2022 - China

Sie präsentieren eine unkomplizierte, milde und katalysatorfreie Ein-Topf-Polykondensationsstrategie mittels dynamischer Iminchemie in Kombination mit einer kostengünstigen und vielversprechenden Trocknung bei Umgebungsdruck, um monolithische dynamische kovalente Polymer-Aerogele (DCPAs) herzustellen. Die Iminbindungen, die aus der Kondensation von Aminogruppen und Aldehydgruppen stammen, sind in der Lage, dem nassen Gel ein starkes Gerüst zu verleihen. Die Kombination aus starkem Gerüst und hoher Vernetzungsdichte bietet die Möglichkeit, das nasse Gel ohne starke Schrumpfung durch eine einfache Trocknungsmethode bei Umgebungsdruck in Aerogele umzuwandeln.

Die leichten DCPAs besitzen hervorragende mechanische Eigenschaften wie Flexibilität, Elastizität, Verarbeitbarkeit usw. Interessanterweise können die DCPAs aufgrund von Transiminierungsreaktionen von Iminbindungen in lösliche Monomere und/oder dispergierbare Oligomere abgebaut werden. Darüber hinaus können neue DCPAs durch Anpassung des molaren Verhältnisses zwischen Aminogruppen und Aldehydgruppen erzeugt werden, wodurch das Ziel der Kreislauffähigkeit in Bezug auf Abbau-Regenerierung-Abbau erreicht wird. Die DCPAs sind auch reparierbar und schweißbar, basierend auf den dynamischen Eigenschaften und der Trocknungsmethode bei Umgebungsdruck, was ein Novum für Aerogele darstellt.

Diese Arbeit stellt nicht nur eine neue Klasse von Aerogele vor und zeigt Multifunktionalität in verschiedenen Bereichen, einschließlich Adsorption und Wärmedämmung, sondern bietet auch neue Forschungsperspektiven, um die Entwicklung sowohl der dynamischen kovalenten Chemie als auch der Aerogele für Anwendungen als intelligente und umweltfreundliche Materialien zu erleichtern.

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