热固性聚合物是一类通过共价键交联的聚合物,常见的有:环氧树脂、聚氨酯、硅橡胶等。虽然,相较于热塑性聚合物,热固性聚合物具有更加稳定的网络结构,但是由于化学交联的特性,这类材料存在着永久形状单一、塑形过程高度依赖模具、且无法重新塑形等问题,限制了他们在新兴领域的应用。近期,已有文献报道了利用动态共价键(酯键)成功实现了环氧树脂的重加工。相比之下,关于化学交联聚氨酯和硅橡胶的研究仍迟滞不前。因此,如何拓展这两类传统化学交联聚合物的性能和应用范围成为了当前研究的重点。综合考虑,本课题主要研究了传统化学交联聚氨酯和硅橡胶的塑性性能,以赋予其新的特性和功能化应用。热固性聚氨酯具有良好的热机械性能,是一类重要的形状记忆聚合物。本课题发现传统的化学交联聚氨酯自身具有塑性性能。这种塑性是由体系中大量存在的氨酯键的可逆交换产生的。进一步,结合其良好的形状记忆性能,本课题发现这类材料具备重塑复杂形状的能力和意想不到的变形行为。但是,该体系的塑性性能与聚合物网络结构之间相互限制,因此影响了对传统的形状记忆性能的调节。为了解决这一矛盾,本课题重新设计了 一类交联密度可以大范围调节的无定形聚氨酯。通过设计聚氨酯的网络结构,可以在无需催化剂的状态下实现塑性性能,并且同时获得可调的回复应力和形状记忆转变温度。此外,这类聚氨酯还具有三重形状记忆效应。硅橡胶作为另一类重要的热固性材料,不仅可以直接用作工程材料还可以用作陶瓷前驱体聚合物。本课题发现,在商品化的硅橡胶中引入合适的催化剂可以实现硅氧键的可逆交换。利用这一性能可以制备出同时具有微观结构和复杂永久形状的硅橡胶材料。进一步,通过高温热裂解,本课题制备了目前已报道的方法难以成型的具有复杂三维结构的陶瓷材料。综上所述,本课题实现了化学交联的聚氨酯和硅橡胶的重新塑性成型,拓宽了这两类常见材料的应用领域,完善了动态共价聚合物体系,对动态共价键的发展和应用有着重大的意义。