关键词：三官能乙酰乙酸酯低聚物（3-AA）、乙烯基聚氨酯、聚醚胺D400、异佛尔酮二胺（IPDA）、四乙烯五胺（TEPA）、氯化锌（ZnCl2）、无水四氢呋喃（THF）、3-巯基丙酸、乙基3-巯基丙酸酯、二乙基2-(3-巯基丙酰胺基)丙二酸酯

Molecular Regulation of Vinylogous Urethane Networks by Zn2+ Coordination: Balancing Stress Relaxation, Creep Response, and Reprocessability

Macromolecules ，August 26, 2026

https://doi.org/10.1021/acs.macromol.6c01853

一、研究背景

基于乙烯基聚氨酯（Vinylurethane, VU）键构建的动态共价聚合物网络是一类极具应用前景的可再加工高分子材料。然而该体系的服役稳定性易受残留伯胺、网络链段流动性及键交换动力学特性的干扰，难以同时兼顾材料服役过程中的尺寸稳定性与热诱导再加工能力。本文以三官能乙酰乙酸酯低聚物与混合胺固化剂为原料，构建Zn²⁺调控型VU动态网络，借助金属配位作用实现对网络动态特性的精准调控，平衡材料的应力松弛行为、抗蠕变性能与再加工性能。

二、材料体系与分子设计

本研究设计两套基体体系：以异佛尔酮二胺（IPDA）为固化剂构建刚性基体（体系A），以聚丙二醇二胺（D400）为固化剂构建柔性基体（体系B）；原料包含三官能乙酰乙酸酯低聚物（3-AA）、四乙烯五胺（TEPA），在100 ℃条件下固化形成基础VU交联网络。体系中引入适度过量的乙酰乙酸酯官能团，可减少伯胺残留，抑制非受控低温键交换过程；进一步引入Zn²⁺作为可逆配位位点，与网络结构中的含氮、含氧基团形成配位相互作用，协同原有VU动态共价键与氢键作用，构筑多重动态交联网络。

三、核心性能规律

Zn²⁺的调控效应呈现显著的基体依赖性：在D400基柔性网络中，引入适量Zn²⁺可提升材料的拉伸强度与能量耗散能力；在IPDA基刚性网络中，Zn²⁺主要发挥提高材料模量与刚度的作用。应力松弛与蠕变测试结果表明，Zn²⁺的添加浓度决定了网络结构稳定性与链段重排能力之间的制衡关系；温度依赖性应力松弛测试结果显示，引入Zn²⁺后体系的键交换表观活化能降低，可促进高温条件下的网络拓扑重排过程。循环再加工实验证实，材料经150 ℃、30 min条件多次热压循环后，力学性能曲线与初始样品基本重合，具备优异的循环再加工性能。

四、创新点与展望

本工作提出了一种通过金属配位精准调控VU动态聚合物网络的分子设计策略，解决了动态共价材料普遍存在的抗蠕变稳定性与再加工性难以兼顾的矛盾。后续研究可拓展不同金属离子、配体结构体系，进一步优化材料的动态响应窗口，推动该类可回收高分子在先进结构材料、柔性器件等领域的应用。

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