De Bio-based Polymers Group van het Ningbo Institute of Materials and Engineering (NIMTE) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) heeft polyimine-vitrimeren ontwikkeld met aanzienlijk verbeterde kruipweerstand en thermische en mechanische eigenschappen via metaalcoördinatie. De studie is gepubliceerd in macromoleculen .

Thermoharders worden op grote schaal gebruikt als constructiemateriaal in lichtgewicht voertuigen, vliegtuigen, elektronica, enzovoort., vanwege hun uitstekende thermische en mechanische eigenschappen, chemische bestendigheid en maatvastheid. Hoe dan ook, dankzij hun chemisch verknoopte driedimensionale (3-D) netwerken, thermoharders zijn moeilijk te recyclen.

Vitrimeren die een dynamische bindingsuitwisseling ondergaan, maken herverwerking en recycling van thermoharders mogelijk. Echter, vitrimeren kruipen gemakkelijk, wat leidt tot hun slechte dimensionale stabiliteit, waardoor hun toepassing in structurele materialen wordt beperkt.

Onder leiding van Prof. MA Songqi, de onderzoekers van NIMTE ontwikkelden een gemakkelijke methode via integratie van metaalcomplexen om dit probleem aan te pakken.

Door een éénpotsbereiding waarbij metaalcomplexen worden gevormd en polyimine wordt vernet, drie metaalcomplexen werden geïntroduceerd in polyimine-vitrimeren op basis van een Schiff-base. De initiële kruiptemperatuur werd verhoogd van 60 °C tot ongeveer 100 °C door 5 mol% Cu . te laden ²⁺ .

Het vermogen van verschillende metaalcomplexen om kruip tegen te gaan volgde de volgorde van Fe ³⁺ > Cu ²⁺ > Mg ²⁺ . In de tussentijd, de vitrimeren van het polyimine-metaalcomplex vertoonden nog steeds een uitstekende herverwerkingsrecyclebaarheid. In aanvulling, de introductie van coördinatiestructuren heeft bijgedragen tot het verbeteren van de thermische en mechanische eigenschappen, bestand tegen oplosmiddelen en zuren.

Het onderzoek zorgde voor een efficiënte aanpak, d.w.z., metaalcoördinatie, om vitrimeren te vervaardigen op basis van een Schiff-basis met uitstekende kruipweerstand bij hoge temperaturen, thermische en mechanische eigenschappen, evenals chemische stabiliteit.