關(guān)鍵詞：彈性體；可控降解；動態(tài)共價鍵；動態(tài)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；回收利用

彈性體是一種具有特殊物理性質(zhì)的聚合物材料，在外力作用下可以發(fā)生可逆變形，外力釋放后可快速恢復(fù)至原來的形狀。彈性體根據(jù)其塑性可分為熱固性彈性體和熱塑性彈性體兩大類。熱固性彈性體在固化后形成三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)，使其具有出色的彈性和耐磨性。這種材料被廣泛應(yīng)用于汽車制造、建筑工程、工業(yè)設(shè)備等領(lǐng)域。熱塑性彈性體在常溫下表現(xiàn)出類似橡膠的彈性特性，但在高溫下可以軟化成型，具有更高的可塑性，在食品包裝、醫(yī)療器械、電子設(shè)備等領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用。隨著這些彈性體材料在各個領(lǐng)域的廣泛使用，環(huán)境污染問題日益突出，這促使科研人員尋求環(huán)保性能更佳的彈性體材料?？山到獾臒崴苄跃郯滨椥泽w、聚酯彈性體等材料因其可調(diào)控的結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的性能展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力[1-5]，其降解方式包括熱降解[6，7]、生物降解[8]和酶降解[9]。熱降解雖為一種常見的降解方式，但降解過程中常常會產(chǎn)生有害物質(zhì)，對環(huán)境造成污染。生物降解有望解決環(huán)境污染問題，但在實際應(yīng)用中仍然需要克服一些局限性，如降解速率慢、降解條件限制等問題。酶降解被視為一種可行的方法，但其在工程應(yīng)用中面臨著技術(shù)難度和成本等挑戰(zhàn)。這些局限性使得我們亟需尋找更為高效和可持續(xù)的解決方案。

作為一種新興的化學(xué)體系，動態(tài)共價化學(xué)基于可逆的動態(tài)共價鍵，通過這些可逆鍵實現(xiàn)材料的自適應(yīng)與調(diào)控[10-12]，從而賦予材料在不同環(huán)境條件下保持機械強度的能力，并在受到外部刺激時具備自修復(fù)、再加工和回收利用的能力。這一特性為解決彈性體降解和回收時所面臨的諸多問題提供了有效解決途徑。彈性體一旦受損，往往無法自修復(fù)，且回收再利用困難，導(dǎo)致資源浪費和環(huán)境污染。動態(tài)共價化學(xué)的動態(tài)可逆性賦予了彈性體在外部刺激下降解成小段或單體的能力，從而實現(xiàn)彈性體基體和功能填料的可回收性。這種可控的降解和回收特性，極大地提升了聚合物的可持續(xù)性和環(huán)保性。動態(tài)共價化學(xué)的構(gòu)建主要通過引入各類動態(tài)共價鍵來實現(xiàn)。目前，亞胺鍵、二硫鍵、硼酸酯鍵等動態(tài)共價鍵不僅在彈性體網(wǎng)絡(luò)中提供了額外的交聯(lián)點，還賦予了彈性體網(wǎng)絡(luò)可控降解、回收和自修復(fù)的能力[13-16]。

引入動態(tài)共價鍵的材料在使用過程仍具有其原來的性能，且能夠在特定條件下進行降解回收。與熱壓回收相比，降解回收在減輕環(huán)境壓力的同時能夠?qū)崿F(xiàn)單體的回收和再利用，帶來更高的經(jīng)濟效益。本文對基于動態(tài)共價鍵的彈性體的可控降解與回收利用進行了綜述（圖1）。通過分析這些彈性體材料的降解機理，有望解決傳統(tǒng)降解方法存在的問題，提高彈性體材料的可降解性能。通過改進材料結(jié)構(gòu)、優(yōu)化降解條件等方式，可以實現(xiàn)彈性體在溫和條件下快速可控降解，從而有效減少污染、推動循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展，為建設(shè)清潔、美麗的環(huán)境做出積極貢獻。

1基于單重動態(tài)共價鍵可降解的彈性體

1.1基于酯鍵可降解的彈性體

在生物學(xué)領(lǐng)域，酯鍵存在于脂質(zhì)、核酸和蛋白質(zhì)等物質(zhì)中，賦予其重要的動態(tài)特性，支持多種生物學(xué)功能。在聚合物材料領(lǐng)域，由于酯鍵的動態(tài)性質(zhì)，含有酯鍵的材料因其優(yōu)越的降解性能和對刺激的響應(yīng)性而享有盛譽[17，18]。隨著環(huán)保意識的日益增強，化工材料的可持續(xù)性愈發(fā)突出。傳統(tǒng)的石油基多元醇作為聚氨酯原料存在資源過度消耗的問題，因此人們開始探索利用可再生資源（如植物油）來制備聚氨酯，以減少對石油資源的依賴并降低對環(huán)境的影響。植物油作為一種廉價且易于獲取的可再生資源，其基礎(chǔ)聚合物在理論上可降解，因此植物油基聚氨酯的降解性備受關(guān)注。常用的降解試劑為堿性溶液，如Jiang課題組[19]采用環(huán)氧大豆油和蓖麻油酸合成了大豆油基聚氨酯（SWPU），并通過不同R值（氰酸酯基（―NCO）與羥基（―OH）的物質(zhì)的量之比）的聚氨酯乳液制備了聚氨酯材料。這種大豆油基水性聚氨酯的酯鍵在堿性條件下具有良好的降解性能。具體來說，當(dāng)R值為1.1時，該材料在NaOH溶液（wNaOH=3%）中的降解時間分別為2、4、8h和24h，失重率從7.56%逐漸增加到35.77%，表明該材料可以在一定程度上降解為甘油等可降解產(chǎn)物。SWPU薄膜的降解機理如圖2（a）所示。Wang課題組[20]采用不同堿金屬碳酸鹽催化劑（如Na2CO3、K2CO3、Rb2CO3和Cs2CO3）降解網(wǎng)絡(luò)聚酯，發(fā)現(xiàn)隨著堿金屬碳酸鹽催化劑陽離子原子量的增加，催化降解速率也增加，使用Cs2CO3可在9h內(nèi)完全降解聚合物。隨后，他們將降解產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為具有功能醇的酯分子，例如用烯丙醇作為醇試劑，通過此過程，成功將降解產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為二烯基鄰苯二甲酸酯（DAPH）（如圖2（b））。他們利用自由基介導(dǎo)的硫醚烯反應(yīng)制備了光敏聚合物，最終實現(xiàn)了對聚合物的升級再造，使材料得以循環(huán)利用，并可通過調(diào)控反應(yīng)條件調(diào)節(jié)材料性能。同時，通過調(diào)控網(wǎng)絡(luò)聚酯的交聯(lián)密度，成功實現(xiàn)了在常溫下高效降解網(wǎng)絡(luò)聚酯。

隨著電子皮膚、智能機器人等的快速發(fā)展，柔性傳感器的需求量激增，但隨之而來的環(huán)境污染問題也日益嚴(yán)重。Li課題組[21]報道了一種合成具有自愈和可控降解性能的聚氨酯彈性體的策略，用于柔性和可拉伸應(yīng)變傳感器。該材料利用聚己內(nèi)酯二醇和異佛爾酮二異氰酸酯合成預(yù)聚物，并與己二酰肼反應(yīng)得到多能級氫鍵的聚氨酯彈性體。該聚氨酯彈性體中聚己內(nèi)酯二醇的酯鍵具有水解特性，使其在適當(dāng)條件下能實現(xiàn)可控降解。該材料在堿性溶液中具有良好的降解性能，在1mol/LNaOH溶液中可在0.5h內(nèi)完全降解，在0.5mol/LNaOH溶液中4h內(nèi)完全降解。不僅如此，該材料具有良好的后處理性能，可以通過熱壓再生得到力學(xué)性能優(yōu)良的再生彈性體，且在強酸強堿條件下仍具有較高的質(zhì)量殘留率，展現(xiàn)出優(yōu)異的可控降解和再利用性能，為資源回收利用提供了新的可能性。Wang課題組[22]采用開環(huán)共聚法制備了高透明和可降解的脂肪族聚酯彈性體，在堿性條件下具有可降解性，30d后質(zhì)量損失約30%。這種可在堿性條件下降解的脂肪族聚酯彈性體為各種應(yīng)用提供了可持續(xù)的材料選擇。Hillmyer課題組[23]將水楊酸序列引入商業(yè)聚酯中可以促進其降解。如圖2（c）所示，水楊酸基團導(dǎo)致主鏈在堿性條件下水解，并產(chǎn)生易于回收的水解產(chǎn)物。在2mol/LNaOH溶液中、50℃下，與聚己內(nèi)酯（PCL）相比，聚己內(nèi)酯-乳酸-水楊酸（PCLS）在100d內(nèi)完全降解，表明水楊酸基團在促進降解中起關(guān)鍵作用。聚（乙二醇-對苯二甲酸酯-環(huán)己烷二甲醇-乳酸-水楊酸）（PETCLS）在220d內(nèi)實現(xiàn)了約45%的質(zhì)量損失，而聚乙二醇-共環(huán)己烷二甲醇對苯二甲酸酯（PETg）在220d內(nèi)只有很小的質(zhì)量損失（約10%），但水楊酸序列的引入增強了PETg在化學(xué)回收過程中的堿降解性能，其降解速率比聚乳酸基樣品稍慢。這項研究為生物降解聚酯的開發(fā)提供了新的途徑。

在諸多材料中，熱塑性可生物降解聚合物因具備在體內(nèi)自然分解的特性而有望用作醫(yī)療植入物、縫合線、組織工程支架和藥物輸送載體。Cheng課題組[24]以可生物降解的聚己內(nèi)酯二醇作為軟鏈段、可快速水解的羧基甜菜堿（CB）二醇作為擴鏈劑，合成了一組兩性離子熱塑性聚氨酯（PCBDU），在去離子水中，PCBDU表現(xiàn)出自催化水解的特性，其質(zhì)子化叔胺基團產(chǎn)生氫氧化物，導(dǎo)致溶液pH升高。如圖2（d）所示，這些氫氧化物引發(fā)了酯鍵的水解，直至耗盡氫氧根離子并降低pH，從而達到平衡。Ying課題組[25]采用高結(jié)晶度的羥基封端的聚己二酸1，4-丁二醇（HTPBA）和低結(jié)晶度的聚己內(nèi)酯二醇合成聚氨酯（AL-PU-4），該聚氨酯具有可降解的軟鏈段，可用于制備電子皮膚基質(zhì)。此外，他們選擇動態(tài)二硫鍵作為擴鏈劑，賦予聚氨酯抗老化和自修復(fù)性能。在不同濃度的NaOH溶液中，AL-PU-4在37℃下水解，避免了成為電子垃圾，且殘留的無機成分可回收利用，符合可持續(xù)發(fā)展與環(huán)保的要求。

1.2基于氨基甲酸酯鍵斷裂降解的彈性體

聚氨酯泡沫占據(jù)了聚氨酯產(chǎn)業(yè)的80%，已被廣泛應(yīng)用于人類生活的各個領(lǐng)域。然而，用傳統(tǒng)的填埋和焚燒方式處理聚氨酯廢棄物對環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。因此，研究廢舊聚氨酯的回收利用具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。Liu課題組[26]使用醇解法成功地打破聚氨酯廢料中的氨基甲酸酯鍵，將其轉(zhuǎn)化為有價值的小分子單體，實現(xiàn)了可持續(xù)利用。多種二醇和堿性催化劑被廣泛應(yīng)用于催化氨基甲酸酯鍵的裂解，成功將廢聚氨酯彈性體降解為小分子醇。這些小分子醇類還能與聚醚多元醇、二月桂酸二丁基錫和三乙醇胺等其他材料在發(fā)泡步驟中混合，可制備再生聚氨酯硬質(zhì)泡沫。

Zahedifar等[27]提出了通過分相糖酵解法和水解法實現(xiàn)對聚氨酯廢料的全面回收，并通過實驗驗證了這一方法的潛力。他們還提出了多階段化學(xué)回收的理念，通過糖酵解法和水解法相結(jié)合，最大限度地生成胺，可作為異氰酸酯生產(chǎn)的原料。盡管初步實驗結(jié)果顯示胺的產(chǎn)率為30%～40%，但通過未來對反應(yīng)條件的進一步優(yōu)化，這一潛力將得到更大發(fā)揮，這為聚氨酯的化學(xué)回收提供了新的思路和方法。盡管生物基或可生物降解的多元醇在制備可持續(xù)聚氨酯方面引起了相當(dāng)大的關(guān)注，但如何通過可控的斷鍵反應(yīng)有效回收聚氨酯中的基本單體或其他有價值的化學(xué)物質(zhì)，仍然面臨巨大的挑戰(zhàn)。Shen課題組[28]提出了利用生物基端羥基封端的聚（γ-丁內(nèi)酯）（PγBL）二醇作為前驅(qū)體制備可生物降解和可化學(xué)回收的聚氨酯的方案，所得的聚氨酯是具有熱塑性能還是彈性體性能取決于所用PγBL二醇前體的摩爾質(zhì)量。他們研究了基于PγBL的氨基甲酸酯鍵的水解行為，其水解順序為堿性（1mol/LNaOH溶液）gt;脂肪酶gt;酸性（1mol/LHCl溶液）gt;PBS溶液。通過簡單加熱樣品，在Sn（Oct）2催化劑存在下回收PγBL基聚氨酯，幾乎定量（99%）地回收了高純度的γ-丁內(nèi)酯（圖3（a））。通過還原氨基甲酸酯鍵并隨后進行聚合物二醇的解聚，他們提出的回收策略有望激勵其他研究人員進一步探索可化學(xué)回收的聚氨酯材料。Xie課題組[29]提出了升級再造熱固性聚氨酯泡沫（PUFs）的高效化學(xué)策略，以生產(chǎn)更具經(jīng)濟價值的產(chǎn)品，示意圖如圖3（b）所示。通過化學(xué)處理將商業(yè)聚氨酯泡沫樣品溶解成片段混合物，然后通過特定添加劑轉(zhuǎn)化為光固化前體，最終制備高性能3D打印材料。他們所采用的液體可回收催化劑有效地實現(xiàn)了PUFs的高效溶解和回收，降低了成本，實現(xiàn)了量產(chǎn)，為廢舊聚氨酯泡沫的回收提供了新思路。這一方法不僅在經(jīng)濟上有吸引力，易于實施，而且可推廣到其他熱固性材料，為廢棄彈性體的可持續(xù)利用開辟了新的途徑。

1.3基于亞胺鍵可降解的彈性體

亞胺是一類在自然界和有機合成中普遍存在的化合物，亞胺鍵也被廣泛認為典型的動態(tài)共價鍵，其獨特的性質(zhì)使其成為動態(tài)共價化學(xué)、系統(tǒng)化學(xué)以及刺激響應(yīng)和適應(yīng)材料的理想選擇[30]。

隨著柔性傳感器的快速發(fā)展和應(yīng)用，大量磨損的柔性傳感器被直接丟棄和掩埋，造成環(huán)境污染問題，開發(fā)耐用、可降解和可再加工的彈性體對于環(huán)?？纱┐麟娮赢a(chǎn)品的發(fā)展至關(guān)重要。Li課題組[31]以聚醚胺（PEA）、己二酸二酰肼（ADH）、對鄰苯二甲醛（TA）和1，3，5-苯三甲醛（TFB）為原料，成功合成了一種高度可拉伸、室溫自愈、可降解、可再加工的聚亞胺彈性體。該彈性體可作為柔性傳感器，在室溫下通過0.1mol/LHCl/DMAc溶液降解為小分子，在90min內(nèi)降解成碎片，并在120min內(nèi)完全消失。隨著HCl濃度的增大，降解速率明顯加快。在45℃下，完全降解僅需60min，是室溫下降解時間的一半。其降解機理是亞胺鍵首先經(jīng)酸侵襲形成離子中間體，隨后在酸的催化下將離子中間體分解成氨基和醛基，如圖4（a）所示。降解180min后，殘基的分子量分布變窄，數(shù)均分子量降到2260，與反應(yīng)物的數(shù)均分子量非常接近。這種功能性、環(huán)保型彈性體具有優(yōu)良的降解性，可以避免顆粒對自然環(huán)境的危害。Liu課題組[32]以香蘭素乙二醇（VANOH）、蓖麻油（CO）和4，4'-二苯甲酮二異氰酸酯（HMDI）合成了含有動態(tài)亞胺鍵的生物基聚氨酯（COVPU）。盡管傳統(tǒng)聚氨酯的化學(xué)降解較為苛刻，但這種含有亞胺鍵的COVPU卻展現(xiàn)出潛在的降解性能。他們研究了COVPU在0.1mol甲醇和鹽酸混合溶液的作用下，于60℃的化學(xué)降解。結(jié)果表明，亞胺鍵在酸性條件下表現(xiàn)出快速降解，導(dǎo)致交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)迅速崩潰，如圖4（b）所示。30min后，樣品的降解率超過60%；60min后，樣品幾乎完全降解。與先前報道的亞胺鍵聚合物降解相比，COVPU在溫和條件下的降解速率更快。這項工作為聚氨酯工業(yè)的發(fā)展提供了新的思路，緩解了對日益稀缺的化石資源的依賴，同時拓寬了植物油的應(yīng)用領(lǐng)域。

得益于硅氧鍵的特性，聚硅氧烷彈性體表現(xiàn)出許多顯著的內(nèi)在性能，包括高化學(xué)穩(wěn)定性、良好的疏水性、無毒性以及在寬溫度范圍內(nèi)優(yōu)異的柔韌性[33，34]。Zhao課題組[35]在聚二甲基硅氧烷（PDMS）網(wǎng)絡(luò)中加入芳香族亞胺鍵側(cè)基，合成了一種在室溫下具有自修復(fù)能力、可再加工性和可降解性的多功能有機硅彈性體（PTAAPDMS）。由于亞胺鍵的水解特性，所得PTAA-PDMS彈性體在溫和條件下表現(xiàn)出優(yōu)異的降解性。在室溫下攪拌10min后完全溶解在THF和HCl的混合溶液（pH=1）中。該彈性體還具有高透明度和對Fe3+的選擇性響應(yīng)性，這為開發(fā)多功能彈性體開辟了新的可能性。Zheng課題組[36]則通過將芳香族二硫鍵和亞胺鍵摻入PDMS網(wǎng)絡(luò)中，開發(fā)了一種高度可拉伸和自修復(fù)的PDMS彈性體。該彈性體具有出色的拉伸性、自愈和再加工能力。在特定條件下，如存在酸、更強的親核試劑或競爭性醛，這些材料也可以發(fā)生降解。將PDMS樣品在室溫下浸入含有足量三氟乙酸的二氯甲烷溶液中，在1min內(nèi)可完全降解。此外，通過更強的親核試劑和過量的苯甲醛可實現(xiàn)受控降解。這種降解機制涉及交換平衡，其中亞胺鍵被烷氧基胺和苯甲醛取代。

Zheng課題組[37]采用新型雙動力共價犧牲體系構(gòu)建了一種可降解、可再加工、自修復(fù)的PDMS/CNTs納米復(fù)合彈性體。此種彈性體具有高拉伸性和韌性，其降解原理也是基于亞胺鍵的可逆性，實驗證實，當(dāng)試樣分別浸泡于過量三氟乙酸（TFA）、o-乙基羥胺（EHA）和苯甲醛（BA）的二氯甲烷溶液中時，TFA、EHA和BA的降解率分別為98.4%、97.5%和97.3%。通過加入不同的醛胺化合物并控制酸堿條件，可以交換亞胺鍵，從而解開交聯(lián)結(jié)構(gòu)。換言之，醛胺化合物中的胺基與彈性體中的醛基發(fā)生親核加成反應(yīng)，形成新的亞胺鍵，而原有的亞胺鍵被破壞。在酸性環(huán)境中，氨基的質(zhì)子化可以提高其反應(yīng)性，促進亞胺鍵的交換。這些反應(yīng)導(dǎo)致彈性和力學(xué)性能的喪失，最終形成可溶解的小分子產(chǎn)物。因此，在存在競爭醛、更強的親核試劑和酸的情況下，納米復(fù)合彈性體能夠完全降解，實現(xiàn)碳納米管和PDMS的回收。所有這些特性使得納米復(fù)合彈性體具備成為可持續(xù)綠色材料的巨大潛力。

1.4基于其他鍵的彈性體降解

除了廣泛使用的聚酯和聚氨酯彈性體，還有一些其他類型彈性體的化學(xué)鍵可降解。本文進一步探討了這類鍵在材料循環(huán)再利用和可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域的可能應(yīng)用，為制造環(huán)保型彈性體提供新策略。

Wu等[38]報道了一類基于非異氰酸酯聚氨酯彈性體的可降解和自修復(fù)共聚物。與傳統(tǒng)的異氰酸酯基聚氨酯彈性體相比，此類共聚物的單體能夠在其使用壽命結(jié)束時在酸水解條件下回收。為了闡明降解過程，他們將0.5g樣品膜浸泡在10mLHCl溶液（1mol/L）中，并在烘箱中加熱至100℃，保持24h。在強酸（HCl）溶液中，樣品經(jīng)加熱后可完全溶解成均相溶液。酸降解的機理是碳酸酯鍵在強酸環(huán)境下水解（圖5（a））。經(jīng)正丁醇（20mL）萃取含HCl的酸降解液，得到回收率為75%的純雙（三甲基羥丙基）丙烷單體。這項研究為制造對環(huán)境影響小的可持續(xù)彈性體提供了一種新的策略。Wang課題組[39]合成了含有硅氧烷基團的熱固性聚氨酯（RSPUs），將醋和PBS緩沖液（pH為7.4、5.0和3.0）用作測試環(huán)境，研究了其在酸性條件下的pH觸發(fā)水解行為。在60℃下進行吸收試驗，在水解過程中通過Si―O鍵的裂解分解RSPUs，示意圖如圖5（b）所示，并將降解產(chǎn)物命名為羥基封端的三臂聚乙二醇（PEG）-六亞甲基二異氰酸酯三官能均聚物（THDI）預(yù)聚物。通過添加新的PEG和THDI單體，這種預(yù)聚物可以重新交聯(lián)成一個集成網(wǎng)絡(luò)，再次用作新的熱固性材料。Park課題組[40]使用聚（四亞甲基醚）乙二醇（PTMEG）和甲苯二異氰酸酯（TDI）制備預(yù)聚物，以4，4′-亞甲基-雙-2-氯苯胺（MBOCA）為固化劑，將預(yù)聚物和MBOCA在110℃的模具中反應(yīng)1.5h。隨后，將合成彈性體在110℃下固化1.5h，得到邵氏A硬度為85或更高的聚氨酯彈性體。在乙二醇與水體積比為2∶1的填充溶液中，將聚氨酯彈性體于80℃下熱老化1608h，由于水解比在大氣壓下進行醇解需要更多的能量，因此脲鍵比氨基甲酸酯鍵更容易解離，示意圖如圖5（c）所示。因此，含有脲鍵的PU在填充劑溶液中解離成伯胺和短鏈PU。

2基于多重動態(tài)共價鍵可降解的彈性體

近年來，針對聚合物的回收和降解問題，研究者已探索出眾多方法。其中，通過多重鍵斷裂降解的方法為一種重要的途徑，其原理是利用特定條件下的化學(xué)反應(yīng)，有序地將聚合物鏈斷裂成單體或低聚物，實現(xiàn)高效的回收和降解，獲得可預(yù)測的降解產(chǎn)物。然而，過往的某些實驗條件經(jīng)常導(dǎo)致化學(xué)鍵的非選擇性斷裂。由于產(chǎn)物的復(fù)雜性，這些降解產(chǎn)物很難被有效回收。例如，聚氨酯PU的解聚主要是通過非選擇性裂解進行的，即使解聚成功，PU被切割成更小碎片，最終產(chǎn)物往往為非選擇性混合物，僅能從中提取多元醇片段。鑒于此，Deng課題組[41]選用了與聚氨酯彈性體具備相同官能團且化學(xué)環(huán)境相近的低分子量模型化合物作為研究對象。在70%ZnCl2/H2O體系中，異丙基-N-苯基氨基甲酸酯的脲鍵的C―O和C―N鍵在140℃下通過Zn2+的協(xié)同作用成功斷裂，其中Zn2+以不飽和配位態(tài)存在，并生成相應(yīng)的胺類化合物。當(dāng)溫度升高到160℃時，PTMEG鏈段內(nèi)的醚鍵保持完整。因此，通過控制反應(yīng)溫度，可達到回收高附加值的降解產(chǎn)物的目的。氨基甲酸酯鍵和脲鍵在140℃下完全斷裂，得到2，4-二氨基甲苯、4，4'-亞甲基二（2-氯苯胺）（MOCA）和聚四亞甲基醚二醇（PTMEG）等單體，收率分別為23.58%、26.40%和44.57%（圖6（a））。該模型化合物的鍵斷裂有助于解析PU彈性體的取向降解過程，從而揭示了可能的降解機理。這為PU材料的降解和回收提供了一種有效的策略。

Jehanno課題組[42]報道了在三氮雜雙環(huán)癸烯（TBD）和甲磺酸（MSA）形成的催化劑下聚氨酯中化學(xué)鍵的選擇性裂解。通過加入仲胺解聚劑，選擇性地裂解了氨基甲酸酯基團中的C―O鍵，而伯胺選擇性地裂解了C―O鍵和脲鍵的C―N鍵。總的來說，在酸堿混合物的催化下，模型及商用聚氨酯泡沫在數(shù)分鐘至數(shù)小時內(nèi)即可生成產(chǎn)物。這為商業(yè)聚合物提供了新的報廢途徑。

亞臨界和超臨界降解是從聚合物中回收單體的一種有效且可控的方法。根據(jù)聚合物中主要官能團的反應(yīng)特性，選擇合適的亞臨界和超臨界流體來打破大分子鏈，獲得可預(yù)測的產(chǎn)物。Liu課題組[43]研究了熱塑性聚氨酯彈性體（TPUs）在亞臨界甲醇中的解聚動力學(xué)。如圖6（b）所示，TPUs的降解過程分為2個階段：第1階段，由于聚氨酯硬域和軟域之間的聚氨酯鍵弱于硬域中的聚氨酯鍵和軟域中的酯鍵，因此，TPUs鏈先在弱鏈和強鏈處斷裂，弱鍵首先完成斷裂，獲得軟域和硬域；第2階段，硬域在4，4-二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）和1，4-丁二醇（BDO）之間的強連接處斷裂以產(chǎn)生4，4-亞甲基二苯基氨基甲酸酯（MDC）和BDO，而軟域在己二酸（AA）和BDO之間的強連接處斷裂以產(chǎn)生DMA和BDO。在TPUs鏈的解聚過程中，隨機斷裂和鏈端斷裂并存。最終得到MDC、BDO和己二酸二甲酯（DMA）3種單體。He課題組[44]成功地將生物基材料單寧酸（TA）引入到基于蓖麻油的水性聚氨酯（WPU）中，經(jīng)過120d的降解后，體系中的氨基甲酸酯鍵和酯鍵發(fā)生了降解，并且TA的引入提高了WPU膜的降解性能。另外，將含有單寧酸的WPU分散液應(yīng)用于皮革表面顯示出優(yōu)異的綜合性能，表明WPU分散液具有作為皮革涂料劑的潛在應(yīng)用。這項研究充分利用了2種生物基材料（其中生物基材料的質(zhì)量占總質(zhì)量的57%），不僅減少了對石油資源的利用，而且有效解決了基于蓖麻油的WPU質(zhì)量差和傳統(tǒng)廢物難以降解的問題，提高了基于蓖麻油的PU的商業(yè)價值。

盡管動態(tài)共價鍵的研究取得了長足進展，但仍面臨諸多挑戰(zhàn)，例如，如何創(chuàng)建多刺激響應(yīng)的動態(tài)共價鍵以及實現(xiàn)快速應(yīng)力松弛等[45]。Gao課題組[46]將雙動態(tài)共價鍵（亞胺和硼酸酯）和苯胺三聚體摻入丁苯橡膠彈性體中，以產(chǎn)生具有快速應(yīng)力松弛和低活化能的動態(tài)交聯(lián)。這種名為SBR-BI-1.5的彈性體首先在130℃下浸入二甲苯中，但在樣品中僅觀察到膨脹狀態(tài)，表明存在整體網(wǎng)絡(luò)。這是由于亞胺和硼酸酯通過締合交換途徑進行反應(yīng)，使得鍵斷裂和形成同步進行，從而保持恒定的交聯(lián)密度。當(dāng)加入苯甲胺時，SBR-BI-1.5可以在30min內(nèi)溶解，亞胺與胺的轉(zhuǎn)氨反應(yīng)可破壞原有的亞胺并形成新的亞胺，導(dǎo)致原網(wǎng)絡(luò)的破壞。同樣，因為硼酸酯和醇之間的反應(yīng)，苯甲醇的加入也會導(dǎo)致溶解（圖7（a））。因此，引入含苯胺三聚體的雙動態(tài)共價鍵，利用其與多種合成和天然分子或大分子中的相鄰羥基反應(yīng)，有望構(gòu)建出多刺激響應(yīng)系統(tǒng)，并應(yīng)用于藥物輸送、傳感器及智能執(zhí)行器等領(lǐng)域。

鑒于當(dāng)前的石油危機，生物質(zhì)聚氨酯的開發(fā)越來越受到關(guān)注。香蘭素是一種高產(chǎn)的生物質(zhì)，Zeng課題組[47]利用六亞甲基二異氰酸酯（HDI）三聚體和香蘭素衍生物與二硫鍵反應(yīng)，接枝9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物（DOPO）基團VDPU，成功制備了具有動態(tài)亞胺鍵和二硫鍵的阻燃香蘭素基聚氨酯。該網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)亞胺鍵能在酸性環(huán)境下水解，從而降解其交聯(lián)結(jié)構(gòu)。在室溫下，將VDPU浸入1mol/L的HCl溶液和四氫呋喃的混合溶液中，VDPU能全部溶解在溶劑中，證明其具有優(yōu)異的化學(xué)降解性。由香蘭素衍生的多功能聚氨酯網(wǎng)絡(luò)可以為可持續(xù)聚氨酯設(shè)計提供新的思路，并顯示出作為“智能”材料的潛在應(yīng)用。Liu課題組[48]通過引入可生物降解的蓖麻油和PCL，取代石油基資源來制造可生物降解WPU。通過將WPU浸入酶溶液并埋入土壤中，可以將其降解為低分子量的鏈段。WPU中的氫鍵在土壤中吸水后斷裂，導(dǎo)致其膨脹。附著在WPU上的酶（如水解酶、脫氫酶和氧化酶）會導(dǎo)致CO和PCL鏈段中的酯鍵水解。WPU掩埋3個月后，質(zhì)量損失率達到37%。這種可降解的聚氨酯有助于減輕環(huán)境污染，并得到更多的工業(yè)應(yīng)用。檸檬酸鹽基聚合物也通常用于制造可生物降解的植入物。在個性化醫(yī)療時代，人們期望能夠根據(jù)臨床應(yīng)用的需要人為地調(diào)整檸檬酸鹽植入物的降解率。Zhang課題組[49]通過將二硫鍵（S―S）摻入聚檸檬酸八亞甲基酯（POC）交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的骨架中，開發(fā)了一種具有人工調(diào)節(jié)降解速率的新型檸檬酸鹽基聚酯彈性體（POCSS）。如圖7（b）所示，酯基的水解反應(yīng)和谷胱甘肽（GSH）通過破壞其交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的S―S可以調(diào)節(jié)POCSS的降解。在小鼠皮下植入POCSS支架，降解一段時間后可觀察到對其周圍組織、生理環(huán)境平衡等方面無顯著負面影響，揭示了POCSS在臨床醫(yī)學(xué)具有可生物降解植入物的個體化和精準(zhǔn)治療的巨大潛力。

3總結(jié)和展望

含有酯鍵、氨基甲酸酯鍵、亞胺鍵、碳酸酯鍵、脲鍵等其他的一種或多種動態(tài)共價鍵的彈性體因其優(yōu)異的環(huán)境適應(yīng)性和可降解性被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、柔性傳感器及可穿戴電子產(chǎn)品等領(lǐng)域。以酯鍵降解為基礎(chǔ)的彈性體因其環(huán)境友好、可在堿性環(huán)境下迅速降解、可控性強且良好的再生利用效果，被廣泛應(yīng)用到醫(yī)療和柔性傳感器等多個領(lǐng)域。然而，這類彈性體仍面臨降解速率不均、性能穩(wěn)定性不足等問題。另一方面，基于氨基甲酸酯鍵降解的聚氨酯回收方法取得了顯著進展，展現(xiàn)了良好的應(yīng)用前景。通過醇解，利用不同二醇和堿性催化劑，可以有效裂解氨基甲酸酯鍵生成小分子醇，并用于再生聚氨酯硬質(zhì)泡沫的制備。該方法潛力巨大，但仍面臨選擇高效和高選擇性反應(yīng)條件、處理復(fù)雜廢料結(jié)構(gòu)和副產(chǎn)物對環(huán)境的潛在影響、平衡經(jīng)濟可行性和工業(yè)化應(yīng)用需求等挑戰(zhàn)?；趤啺锋I的彈性體具有獨特的降解性和可再加工性，在酸性環(huán)境下可迅速降解成小分子，適用于環(huán)保的可穿戴電子產(chǎn)品。然而，存在的挑戰(zhàn)包括在特定條件下的降解速率控制、彈性體性能的損失以及降解產(chǎn)物對環(huán)境的影響等?；趧討B(tài)鍵組合的多重鍵斷裂降解方法在聚合物處理中至關(guān)重要，通過有序裂解特定化學(xué)鍵（如C―O或C―N鍵），此方法能高效回收聚合物為單體或低聚物，提升資源利用率和環(huán)境友好性，其可控性和預(yù)測性使其在工業(yè)應(yīng)用中具有廣泛潛力，有助于解決可持續(xù)發(fā)展中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

研究人員未來亟需深入研究并優(yōu)化彈性體的可控降解機制與條件，以提升降解效率及產(chǎn)物回收率，尋找更環(huán)保且可持續(xù)的催化劑或反應(yīng)條件，實現(xiàn)高效率的彈性體降解。另外，結(jié)合材料設(shè)計與工程需求，研發(fā)具備特定功能及性能的可降解彈性體，推進其在環(huán)?？纱┐麟娮赢a(chǎn)品等領(lǐng)域的應(yīng)用。同時，深化跨學(xué)科協(xié)作，共同應(yīng)對彈性體廢棄物處理及環(huán)境污染等挑戰(zhàn)，推動循環(huán)經(jīng)濟與可持續(xù)發(fā)展。