類玻璃高分子(Vitrimer)是一種由聚合物網絡組成、含有動態共價鍵的材料,在不損失性能的情況下,其可經歷多次變形和再加工。
塑料可分為熱塑性塑料、熱固性塑料兩大類。在一定溫度范圍內,Vitrimer材料具有類似彈性體的性質,同時又表現出類似于熱固性塑料的特性,其出現打破了熱固性材料和熱塑性材料之間的明確界限,有望填補熱固性、熱塑性材料之間空白。
分子結構中的動態共價鍵是Vitrimer材料展現獨特性質的主要根源。Vitrimer材料的共價鍵處于動態平衡,能夠在受到外部刺激時發生斷裂和重新連接;趧討B共價鍵,Vitrimer材料展現出形狀記憶、可自修復、可回收、可再加工成型等獨特性能。
近年來,Vitrimer材料受到了廣泛關注,相關研究成果不斷涌現。目前常見的Vitrimer材料包括基于二硫鍵的Vitrimer材料、基于硼酸酯鍵的Vitrimer材料、基于酯交換反應的Vitrimer材料、基于烷基交換反應的Vitrimer材料、基于亞胺-胺交換的Vitrimer材料等。
根據新思界產業研究中心發布的《
2025-2029年類玻璃高分子(Vitrimer)行業深度市場調研及投資策略建議報告》顯示,Vitrimer材料一般由化石資源制備,近年來,為實現可持續發展,生物基Vitrimer材料成為市場研究熱點,如微生物基Vitrimer、木質素基Vitrimer、纖維素基Vitrimer、植物油基Vitrimer等。Vitrimer復合材料也是近年來高分子材料領域研究熱點之一,如碳材料/vitrimer復合材料。
基于其獨特性能,Vitrimer材料在汽車輪胎、新能源、電子封裝、醫用材料、航空玻璃、可回收降解塑料、液晶彈性體、增材制造等領域展現出廣闊應用前景。但由于骨架分子結構復雜、合成難度較大、生產成本高,自誕生以來,Vitrimer材料未能實現大規模推廣應用。
全球Vitrimer材料研究單位及企業包括加州大學伯克利分校、麻省理工學院、Mallinda公司、賦澈生物(Future Bio)等。其中Mallinda公司推出了新型聚合物Vitrimax多功能熱熔(VHM)樹脂;賦澈生物核心產品生物質Vitrimer(類玻璃化環氧樹脂)可回收率高達95%,目前其已完成數百萬美元的天使輪融資,資金將主要用于團隊擴充以及中試驗證工作。
新思界
行業分析人士表示,基于動態共價鍵,Vitrimer材料展現出形狀記憶、可自修復、可回收等獨特性能,在醫用材料、航空玻璃、新能源等領域具有廣闊應用前景。目前Vitrimer材料研究、產業化均處于發展中,其中生物基Vitrimer材料憑借環保、可持續等優勢成為市場發展重點。