自修复超分子聚合物摘要：超分子聚合物的完整性是通过形成非共价互相作用来实现的。这些互相作用涉及氢键，金属配位，离子互相作用，π-π 堆积和主客体互相作用。非共价键含有可逆性、方向性和高敏捷度的特性，使得超分子聚合物能够自发地或在外部刺激下对损伤部位进行多个循环的自修复，而在自修复领域得到了广泛关注。本文重要综述了氢键、π-π 堆叠和金属配位型三类自修复超分子聚合物的研究进展。引言自修复是生物的重要特性之一，自修复机理来源于生物体含有的自动感知、自动响应和自愈合损伤的特性[1]。将此机理用于聚合物材料中可有效修复材料内部损伤，减少由裂纹引发的安全隐患并有效延长材料的使用寿命。超分子聚合物是以非共价键如氢键、π-π 互相作用型、金属配位、拓扑(主-客体)和离子键连接单体单元的聚合物。分子聚合物和分子聚合物通过非共价键连接称为杂化聚合物，普通也被视为超分子聚合物 [2]。因此超分子材料的完整性是通过形成非共价互相作用来实现的。这些非共价键的可逆性、方向性和高敏捷度的特性使得超分子在自修复领域有着很大的吸引力。图 1 超分子聚合物的自修复过程[4]超分子自修复材料依赖于使用非共价键、瞬态键来产生网络，与共价键相反，这些网络能够从流体状态到固态状态快速而可逆地重构，因此在外界刺激下能够修复受损的位点，并能够完毕多个自修复周期[3]。如图 1 所示，超分子聚合物受到外力损伤后，弱超分子键或簇先断裂，产生的新界面包含许多未结合的超分子键，其在断裂表面处能够保持一段时间，断裂面重叠时，这些超分子键会重新排列形成新的可逆网络，从而封闭缝隙并修复受损部位[4]。本文重要综述氢键、π-π 堆叠和金属配位型三类自修复超分子聚合物的研究进展。1 氢键自修复超分子聚合物运用多个氢键互相作用将单体单元聚合成聚合物构造是生成超分子的重要办法之一。运用其中氢键互相作用的重排来修复微米尺度的裂缝，能够桥接裂缝空隙，实现聚合物的多次自修复[5]。由于脲基-嘧啶酮（UPy）端基能够引入大量遥爪低聚物，并且容易二聚化，造成线性链延伸，易于生产热可逆的超分子聚合物材料，因此广泛应用于氢键自修复超分子聚合物中 [6]。研究[7]表明，UPy 封端的聚（己内酯）（PCL）作为修饰涂层在铝表面被刮擦后，将其加热到 140 ℃，由于其高温依赖性粘度的明显减少，样品在数秒内完全愈合。UPy基水凝胶的自愈作用也被证明（图 2）。将含有 15 wt％的聚乙二醇/UPy 系水凝胶...
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