共价键交联网络或热固性网络以其优越的机械性能(高断裂强度、模量等)而闻名，近年来被广泛应用复合材料、涂层材料等领域。然而，如果对这些热固性材料施加高应力往往会导致永久变形(磨损、裂缝、断裂等)。近期，动态共价键化学（DCC）被引入到网络热固性材料中（动态共价化学涉及的是一系列基于热力学平衡的可逆平衡的共价化学反应，其核心概念是可逆共价化学键。如亚胺键、酰腙键、酯键等都属于可逆共价化学键）。反应的可逆性质使动态共价化学的合成过程中有了校对和自修复功能。其中，呋喃-马来酰亚胺键的动态性质，加上其键能够被热激活而控制，因此可以实现小裂纹和擦伤的再愈合，甚至是循环利用。

聚离子液体（PILs）能够保留其离子液体前体的**特性，同时通过IL基团的共价结合到各种大分子结构中来获得机械强度和稳定性。基于此，美国默里州立大学的Kevin M. Miller等人合成了基于呋喃-马来酰亚胺和咪唑链接成的聚离子液体网络。并在高温下诱导其机械性能和导电性能的自我修复。其中合成步骤如图1所示（以单体4聚合而成的为PIL-CAN-IM；以单体6聚合而成的为PIL-CAN-IM2）

研究人员**行了样品的机械性能恢复性测定：用剃须刀片把样品切成长方形，然后垂直地切成两半。将切好的两端重叠约2 mm，手指按压，然后放入烘箱，设定温度为105 °C。再将一个重200 g的特氟龙（Teflon^TM）放在顶部，以保证重叠处良好接触。样品定期取出，测定断裂时的应力和应变。结果如图2所示。2小时内机械能能恢复超过70%，在更长时间后可以到达90%。

通过让电流通过样品，研究人员对电导率的恢复进行了测定。将矩形样品置于两块铜片电极之间并加热到110 ℃，同时在样品顶部放置500 g的重物施加压力。监测通过样品的电流，外加电位在±2 V之间循环。然后用剃须刀刀片将样品切开。在切割样品时，电流立即下降到其先前值的0.2%（从36到0.06 μA）。当刀片被撤回时，电流恢复到初始的8.2%，随后在更换样品顶部的500克重量时跳到23.5%。118分钟后，通过样品的电流恢复到初始值的76%。详细的电导率变化如图3所示

从两个恢复测试结果可以看到，在2个小时内样品的机械性能和电导率均能恢复到70%，随时间延长还会有进一步的恢复。这表明该聚离子液体共价交联网络在升温时具有良好的自我修复能力，有望用于新型自修复材料。

原文链接：

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/PY/D0PY00016G

原文作者：

Katelyn M. Lindenmeyer, R. Daniel Johnson and Kevin M. Miller

DOI: 10.1039/D0PY00016G