通常来说，聚合物一般分为两类：热塑性塑料和热固性塑料。其中，热固性材料具有共价交联的网络，由于其良好的耐化学腐蚀性和耐用性而在飞机、车辆、建筑物、电子设备等领域发挥着重要的作用。然而，热固性塑料具有很大的缺点：与热塑性塑料不同，它们由于不溶不熔的特性而不能被再次加工，从而导致严重的白色污染。 Vitrimers的出现为解决这个问题点燃了希望。
早在2011年，针对一类基于动态共价交联的聚合物，Leibler课题组首次提出 “Vitrimer” 的新概念。这类聚合物的黏度和温度之间的关系符合阿累尼乌斯方程，即它们具有和玻璃类似的流变性能，可以像玻璃一样被重新加工。因此，张希院士也曾将Vitrimer翻译成“ 类玻璃高分子” 。对于这类材料，拓扑结构转变温度（Tv）是Vitrimer的服务上限温度和循环使用的较低温度。 然而到目前为止，依然没有合适的方法来测定Tv，有些方法甚至会导致人们对Vitrimer的误解。
近日， 清华大学 危岩教授 、 吉岩副教授 和北京航空航天大学 高龙成教授 合作 将聚集诱导发光（AIE）物质掺杂或溶胀到Vitrimer体系中。由于AIE发光体的荧光强度在Tv上下会发生明显变化，他们利用这一点， 通过荧光强度的变化可反过来检测Vitrimer的Tv 。这种方法有助于Vitrimer的实际应用，以减少白色垃圾，从而促进人们对Vitrimer的深入理解和推动功能聚合物材料的进一步发展。
图文速递
图1、AIE掺杂的Vitrimer的荧光发光示意图。在Tv以下，AIE分子受限于分子内运动，具有高发射性；在Tv以上，AIE的活化分子内旋转，使激发态的能量衰减，从而削弱荧光发射。
图2、TPE掺杂类玻璃环氧树脂的荧光特性。a. TPE掺杂类玻璃环氧树脂的合成。b. 掺杂1 wt%TPE的类玻璃环氧树脂在不同温度下470 nm处的荧光强度图（激发：365 nm）。c. 掺杂1 wt%TPE的类玻璃环氧树脂在不同温度下的荧光光谱图（激发：365 nm）。d. 通过十二烷二酸固化，掺杂1 wt%TPE的类玻璃环氧树脂在不同温度下470 nm处的荧光强度图（激发：365 nm）。e. 通过十八烷二酸固化，掺杂1 wt%TPE的类玻璃环氧树脂在不同温度下470 nm处的荧光强度图（激发：365 nm）。f. 通过几次循环，在70 ℃和130 ℃下，掺杂1 wt%TPE的类玻璃环氧树脂的荧光光谱图（激发：365 nm）。g. TPE溶胀的类玻璃环氧树脂在不同温度下470 nm处的荧光强度图（激发：365 nm）。所有荧光强度归一化至45 ℃。
图3、含有不同催化剂的类玻璃环氧树脂的热行为和荧光强度曲线。a. 类玻璃环氧树脂在一系列温度（25,50,80,100,130和160℃）10分钟蠕变实验。这些样品的长度在25,50,80,100,130和160℃时分别增加了0,0,5,6,9和12.5%。b. 含催化剂TBD不同负载量1 wt%TPE掺杂的类玻璃环氧树脂的荧光强度图。将所有荧光强度归一化至45℃。
图4、用AIE探针技术检测聚氨酯的Tv。a. 聚氨酯的合成。b. 0.1 wt%TPAFN掺杂的聚氨酯在不同温度下633 nm处的荧光强度（激发：527 nm）。c. 不含DBTDL催化剂的0.1 wt%TPAFN掺杂的聚氨酯在不同温度下633 nm处的荧光强度图。
图5、AIE探针技术检测聚亚胺的Tv。a. 聚亚胺-1和聚亚胺-2的合成。b. 0.5 wt%TPAAFN掺杂的聚亚胺-1在不同温度下621 nm处的荧光强度图（激发：527 nm）。c. 0.5wt%TPAFN掺杂的聚亚胺-2在不同温度下644 nm处的荧光强度图（激发：527 nm）。63 ℃为该材料的Tg。
https://www.nature.com/articles/s41467-019-11144-6.pdf
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来源：高分子科学前沿 作者：Dr. Le
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