自施陶丁格确立高分子概念至今刚过百年,聚合物已从科学奇观演变为现代文明的基石,其全球年消耗量超越金属与无机非金属材料之总和,深刻重塑了工业与生活形态。这一惊人发展的核心驱动力,不仅源于新单体的发现,更在于聚合方法的革新。华南理工大学张广照教授和常州大学杨宏军教授长期致力于聚合反应方法的研究,将乙烯基加聚反应和开环聚合的机理融合,提出了阴离子杂化共聚反应的概念,为高性能杂链高分子的合成提供了路径。
近日,他们通过精准调控S?与丙烯酸酯的阴离子杂化共聚反应(投料比、催化剂、溶剂、温度等因素),成功合成出具有可控二硫键结构的共聚物。该共聚物能与环氧树脂、聚氨酯预聚物、不饱和聚酯等多种传统热固性树脂良好混合和固化,为传统热固性塑料的绿色升级提供了全新方案 (图1)。
2026年2月5日,相关研究成果以“Recyclable Thermoset Enabled by Copolymer of Elemental Sulfur and Acrylate With Controlled Disulfide Linkages”为题,发表于《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)。

图1 不同反应条件下共聚物中硫键类型的调控。
以此共聚物为固化剂制备的环氧热固性塑料展现出优异的综合性能。产物拉伸强度达59 MPa,断裂伸长率为19%。更重要的是,材料表现出卓越的可再加工性与可回收性。在120°C、10 MPa 条件下经过5次破碎再加工后,仍能保持86%的拉伸强度与90%的断裂伸长率。此外,该交联共聚物可在 S? 存在下于碱性溶液中降解为可溶寡聚物。这些寡聚物既可作为固化剂重新制备出拉伸强度保持率达76%的环氧树脂,亦可直接用作可循环胶粘剂,对不锈钢、PET、木材等多种基材表现出高粘接强度(图2)。材料还具备完全的紫外阻隔能力,在加速紫外老化168小时后,力学性能与紫外屏蔽性能均未见下降。

图2 热固性材料的可回收性能研究。
该工作通过阴离子杂化共聚策略,实现了以廉价硫磺为原料直接向聚合物中引入动态二硫键,成功将不可回收的传统热固性塑料转化为具备高性能、可再加工、可循环利用及抗紫外的绿色材料。这项工作为大宗硫磺的高值化利用和热固性塑料的闭环回收提供了创新且实用的技术平台。
论文信息:
Recyclable Thermoset Enabled by Copolymer of Elemental Sulfur and Acrylate With Controlled Disulfide Linkages
Hongxin Yao, Yongkang Zuo, Hongjun Yang*, Jikai Zhang, Wenyan Huang, Guangzhao Zhang*
原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202525322
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