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动态共价键能够在一定条件下发生可逆的形成和断裂，近些年越来越多地被应用在聚合物材料体系中。通过调节大分子的组成和结构，引入动态共价键的聚合物可以对外界刺激作出响应。这使得动态共价聚合物拥有了诸多复杂、智能的功能，如拓扑或组成结构的调控、自修复和再加工等。目前，已有众多的动态共价键被应用于聚合物体系，但大部分动态共价键的引入或刺激均需要催化剂或额外的合成步骤。因此，发展无催化剂、可方便获得和使用的动态共价键在材料领域具有重大的价值。本论文基于可逆异氰酸酯化学，发展了两种新型的动态肟氨酯键和动态吡唑脲键，并将其应用于动态共价聚合物的设计。主要研究内容及创新点如下: 1.基于肟氨酯键的动态共价聚氨酯 以多官能团肟和六亚甲基异氰酸酯(HDI)为单体，在室温无催化剂的条件下，我们成功制备了一类新型动态聚氨酯(PU)——聚肟氨酯(POUs)。动力学实验表明以二氯甲烷为溶剂，30℃反应3h，该聚合反应转化率可达99％，并且所得的线性POU的分子量与传统PU的在同一水平。此外，肟氨酯结构在100℃能够可逆地解离成异氰酸酯和肟，交联POUs能够在无催化剂条件下实现热自修复和再加工。密度泛函理论(DFT)计算揭示肟的异构体硝酮在快速的肟氨酯化反应和热可逆性中起了关键作用。POUs具有制备简单、机械性能优良和结构动态可逆的特点，有望拓展传统聚氨酯的应用领域。 2.基于吡唑脲键的动态共价聚脲 通过吡唑和异氰酸酯高效的加成反应，在室温无催化剂条件下获得了一种新型的动态共价吡唑脲键(PzUBs)。动力学和热力学研究证实PzUBs在110℃可发生快速的解离和交换反应。更重要地，通过多官能团吡唑和HDI的聚加成反应，我们制备了一种半结晶型的聚吡唑脲(PPzUs)，该聚合物具有优良的耐溶剂性，机械性能和热可逆性。理论研究表明PzUBs的动态性是通过吡唑脲邻位氮原子促进的分子内氢迁移过程实现的。新型吡唑脲键为动态共价聚合物的设计提供了一种新的技术选择。