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最小量のN-ヒドロキシフタリイミド-ウレタン結合が共価適応ネットワークに優れた熱機械的安定性をもたらす

2026-03-04 · 一覧に戻る

何度でも作り直せるプラスチック

飛行機部品から断熱フォームまで、多くの日常的なプラスチックは耐久性を重視して作られていますが、その耐久性がリサイクルをほぼ不可能にしています。本研究は、金属のように変形・修復でき、なおかつ強度を失わない新しい種類の高耐熱で強靭なプラスチックネットワークを紹介します。材料をつなぐ化学結合のごく一部を慎重に再設計するだけで、高性能プラスチックの持続可能性を高める方法を示しています。

硬いプラスチックが頑なである理由

従来の硬質プラスチック、すなわち熱硬化性樹脂（サーモセット）は、恒久的な化学結合の密な網で結ばれています。これにより高い強度、溶剤耐性、長寿命が実現しますが、一度硬化すると溶かして再成形することはできません。新しい材料群である共価適応ネットワークは、この問題を可逆的に切断・再結合する結合を用いることで解決しようとします。これらの動的結合は高温でプラスチックを流動させたり再加工を可能にします。しかしここには頑固なトレードオフがありました：ネットワークをあまりに動的にすると材料が弱くなり、加熱時にクリープや変形が生じます。一方で動性を抑えると強度は保てますがリサイクル性が失われます。