触媒を含まない混合エステル交換を介した汎用性のあるリン酸ジエステルベースの難燃性ビトリマー

ここでは、UVの治癒可能性、リサイクル可能性、および炎遅滞と統合された新しいビトリマーシステムを報告します。エネルギー効率、持続可能性、および安全性は、次世代ポリマー材料に必要な機能でした。急速なプロトタイピング能力、リサイクル性、および炎遅滞を伴うサーモセットポリマーを紹介するためのさまざまな試みがなされています。共有結合順応性ネットワーク（缶）に基づく熱硬化性ビトリマーは、リサイクル可能で再展開可能ですが、一般にUV硬化性や炎遅延ではありません。ここでは、UV硬化性リン酸ジエステルベースのアクリレートクロスリンカーの触媒を含まない混合エステル交換を介して缶の速い交換反応を実現するための概念的に斬新なオプションを提示します。このシステムでは、リン酸塩ジステルは可逆的な共有結合、水素結合リガンド、および炎のリターダント構造として機能しますが、アクリレート基はUV硬化性ユニットおよびエステル交換コラボレーターとして機能します。容易なUV硬化の後、P-OHとC═O構造の間に豊富な水素結合により、固有の火炎耐性と機械的に強力な動的ネットワークが達成されました。さらに、この高度に架橋されたネットワークは、TGよりも低い温度でも魅力的なリサイクル性を示しました。このリン酸ジエステルベースの混合エステル交換概念は、多機能ビトリマーを開発するための効率的なアプローチを表しており、他の熱硬化ポリマーシステムにも一般化することができます。

We herein report a new vitrimer system integrated with UV curability, recyclability, and flame retardancy. Energy-efficiency, sustainability, and safety have been required features for next-generation polymer materials. Various attempts have been made to endow thermoset polymers with rapid prototyping capacity, recyclability, and flame retardancy. Thermoset vitrimers based on covalent adaptable networks (CANs) are recyclable and remoldable but are generally not UV curable or flame retardant. Here, we present a conceptually novel option to achieve fast exchange reactions in CANs via catalyst-free mixed transesterification of a UV curable phosphate diester-based acrylate cross-linker. In this system, the phosphate diesters serve as reversible covalent bonds, hydrogen bonding ligands, and flame-retardant structures, while acrylate groups serve as UV curable units as well as transesterification collaborators. After the facile UV curing, an intrinsic flame-retardant and mechanically strong dynamic network was achieved due to abundant hydrogen bonds between P-OH and C═O structures. Additionally, this highly cross-linked network exhibited an attractive recyclability even at temperatures lower than Tg. This phosphate diester-based mixed transesterification concept represents an efficient approach for developing multifunctional vitrimers and can also be generalized into other thermally cured polymer systems.