近日，我院青年教师杨欣欣博士和团队成员以“Multifunctional non-isocyanate polyurethane with closed-loop recyclability derived from fully biomass resources”为题，在美国化学学会ACS旗下刊物ACS Applied Polymer Materials上发表研究成果，通过网络结构设计实现了全生物基非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)材料力学性能的提升，同时兼具阻燃、自修复、回收等多种性能。

图1. 本工作中非异氰酸酯聚氨酯来源、性能及结构

图2. NIPU材料的自修复及回收性能分析

图3. NIPU材料的阻燃性能分析

近年来，由于绿色环保的特性，基于生物资源的非异氰酸酯聚氨酯（NIPU）已被广泛用作石化聚氨酯的替代品。然而，大多数研究主要集中在植物油基NIPU上，其性能有限，应用受到制约。本研究采用含有刚性氢化菲环的松香衍生环碳酸酯（APAC），与生物基1074胺反应，制备了全生物基NIPU。同时引入含磷木质素衍生物作为交联剂来调控NIPU的网络结构，从而提升材料强度并赋予阻燃性能。通过引入刚性结构并构建高交联度，NIPU的拉伸强度可达16.5 MPa；含磷基团与含氮结构之间的协同作用，使NIPU表现出优异的阻燃性能，极限氧指数可从24.5%提高至32%，锥形量热仪测试和空气燃烧实验也验证了NIPU材料阻燃性能的显著提升；此外，结构中形成的动态氨基甲酸酯键和动态亚胺键c促使NIPU可在温和条件（60°C）下实现再加工和自修复，且修复率超过80%。本研究通过网络结构的设计，制备的NIPU具有阻燃、高强度、完全生物基和可回收等多重优势，展现出广阔的应用前景。

杨欣欣博士为该文第一作者，我院本科生孟祥轩和张子鹤为共同作者，合作单位为中国林科院林化所万人计划领军人才刘鹤研究团队和南京林业大学徐徐教授团队。该研究得到了国家自然科学基金(32401529)和河南省高等学校重点科研计划项目(26B150016)的资助。

（文、图/杨欣欣，一审/杨瑞先，二审/张克胜，三审/张荣） 

注：ACS Applied Polymer Materials为美国化学学会旗下刊物，目前列为中科院二区期刊。

论文信息：Yang, X., Zhang, B., Huang, X., et al. Multifunctional nonisocyanate polyurethane with closed-loop recyclability derived from fully biomass resources. ACS Applied Polymer Materials. 2026, 8, 3, 1837–1847.

DOI: doi.org/10.1021/acsapm.5c03928