塑料污染治理面临的根本挑战在于传统高分子材料的稳定性与可持续性之间的矛盾。自20世纪合成塑料问世以来，其优异的耐久性反而成为环境负担，全球每年数百万吨塑料垃圾的积累迫使科学家重新思考材料设计理念。为应对以上挑战，上海科技大学严佳骏团队开发了兼具热固性材料的机械强度和热塑性材料的可加工性的可降解动态聚合物网络环保材料，且生产成本仅10美元/公斤。

该团队创新性地利用曼尼希型反应，将廉价易得的盐酸胍、醛类和二胺在乙醇水溶液中组装成动态共价网络（材料命名为GuDAF）。小分子模型的研究以及对材料的一系列表征揭示了其核心在于其网络结构中的四氢三嗪(THT)环——这种特殊结构不仅实现了聚合物网络的交联与链增长，还能够响应环境刺激发生可逆断裂，进而实现降解或重复加工。

研究发现，环境中的水分通过改变网络间的氢键降低材料模量，另一方面又促进THT的动态交换。因此，在不同的湿度条件下，GuDAF材料显现出截然不同的力学性质。以Gu6DAF为例，在干燥条件下，杨氏模量可达2 GPa，而极度潮湿的环境，杨氏模量仅为原来的10 %。另外，该材料在水中30天可完全降解为无害小分子，在酸性环境中降解更快仅需35分钟。更神奇的是，材料受损后置于适度湿度环境中，12小时内能自主修复85%以上的强度。通过热压处理，材料的力学性能不降反升，断裂伸长率可提升100 – 370 %。这种自修复能力同样来源于THT的动态交换特性。

不同于需要贵金属催化剂或复杂工艺的现有技术，该材料在室温下即可制备，每公斤成本约10美元，与普通工程塑料相当。目前已成功制备薄膜、凝胶等形态，适用于包装、电子封装等领域。

Mannich-Type Polymers: A Versatile Platform for Water-Degradable, Malleable, and Environmentally Responsive Networks

Honglu Huang, Hongjie Liu, Feichen Cui, Zixiao Wang, Yang Sui, Xin Liu, Yunhao Yao, Jiajun Yan

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202503555