在过去几年中，超分子配位络合物（SCCs）与传统聚合物的结合产生了一种新型金属超分子聚合物——金属环/金属笼交联聚合物。结构明确和多样、动态特征显著的金属环/金属笼的存在以及聚合物的可加工性，不仅使所得超分子聚合物具有多重刺激响应性，而且表现出良好的机械性能，成为具有吸引力的功能材料候选者。然而，当金属环/金属笼采用共价交联至聚合物中提升机械性能时，经常面临催化剂残留、高温破坏SCCs结构等问题。得益于绿色、温和、无需催化剂的氨基–炔点击反应被发现与报道，最近杭州师范大学尹守春教授和邱化玉教授基于氨基–炔点击反应制备了拥有良好机械性能的金属大环交联超分子聚合物，该工作是对金属环/金属笼超分子聚合物机械性能研究的一个良好补充。

图1 金属大环交联超分子聚合物构筑示意图

尹守春教授及其同事使用示差扫描量热仪（DSC）测得不同金属环含量的金属大环超分子聚合物的玻璃化转变温度（Tg）在-120^oC附近，在室温下处于高弹态，具有良好的链柔韧性。在流变实验中，对聚合物薄膜在室温、0.1%应变条件下进行0.1 Hz到100 Hz的频率扫描，储能模量（G'）始终大于损耗模量（G''），且储能模量随着频率增加而增大，表现为典型的弹性形变，且在固定频率下的温度扫描中表现出良好的机械稳定性。此体系中金属环交联，共价键与非共价键协同发挥作用，一方面，金属大环超分子聚合物薄膜的断裂拉伸强度和韧性相比模型聚合物显著提高，并且随着金属环含量的上升，断裂拉伸强度增加，韧性先增加后因交联程度过高而出现下降；另一方面，Pt-N配位键的断裂和重构使材料具有良好的弹性可恢复性和抗疲劳性，对金属大环超分子聚合物进行循环应力-应变测试，循环拉伸曲线仅表现出很小的滞后性，在经受10次连续反复形变后依旧保持良好的弹性，并且由于非共价键的重构，1小时后金属大环超分子聚合物恢复到初始状态。这一工作实现了在非共价键与共价键的协同作用下金属大环超分子聚合物呈现良好的机械性能，对制备基于超分子配位络合物交联的超分子聚合物有一定借鉴意义。

图2 (a-b)金属大环超分子聚合物流变试验；(c-f)金属大环超分子聚合物应力-应变曲线和相关实验数据；(g-i)金属大环超分子聚合物循环应力-应变试验。

参考文献：

Metallacycle-Crosslinked Supramolecular Polymers Constructed by Amino–Yne Click Reaction with Enhanced Mechanical Properties.

Feng Chen, Xiongjie Lin, Yang Li, Dongdong Xu, Huayu Qiu, and Shouchun Yin

Supramol. Mater., 2021, doi:10.1016/j.supmat.2021.100003

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667240521000039

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