我国学者在可循环光固化3D打印聚合物领域取得进展

图 可循环3D打印聚合物。（A）巯基和芳香醛的热可逆光点击化学反应；（B）同一树脂的循环3D打印；（C）可循环回收光敏聚合物网络构筑机理；（D）可循环3D打印聚合物作为牺牲模具用于精密金属件制造

　　在国家自然科学基金项目（批准号：52322307、52033009、U23A2098、22275162、22288102）的资助下，浙江大学化工学院谢涛教授团队在可循环光固化3D打印的研究中取得进展，相关研究成果以“通过解离网络设计实现高性能光敏聚合物的循环3D打印（Circular 3D printing of high-performance photopolymers through dissociative network design）”为题，于2025年4月11日在线发表于《科学》（Science）杂志上，论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.ads3880。

　　3D打印技术凭借其快速定制化优势，已在工业制造、生物医疗、航空航天等多个领域得到广泛应用。然而，随着3D打印逐渐成为主流制造技术，其绿色化、高性能化和低成本化问题仍制约其进一步发展。现有的光固化3D打印通常依赖于丙烯酸酯类单体的自由基连锁聚合，所生成的高分子网络主链由碳碳单键组成，难以解聚回收。该研究提出了一种不同于传统连锁聚合机理的全新热可逆光点击化学反应，并基于此构建了可反复循环利用且具有优异力学性能的光固化3D打印树脂。具体来说，硫醇与芳香醛可通过光点击缩合反应生成二硫代缩醛键，该共价键在热刺激下可逆，能使聚合网络恢复为初始的硫醇和芳香醛，以实现循环3D打印。该缩聚方法使得网络主链可以进行模块化自由调整，从而获得具有高性能且可闭环回收的弹性体、结晶聚合物和刚性玻璃态聚合物。所得的3D打印聚合物可以“无限次”循环利用，这一特性不仅能显著降低树脂成本，还能有效减少资源浪费与环境污染，实现经济效益与环境效益的双重提升。