余希希，張金帥，雷文，劉承果

（1 南京林業(yè)大學理學院, 江蘇 南京 210037；2 中國林業(yè)科學研究院林產(chǎn)化學工業(yè)研究所，江蘇 南京 210042）

近年來，隨著環(huán)境問題日益突出，人們對能耗、環(huán)保的要求越來越高。與傳統(tǒng)熱固化相比，紫外光（UV）固化技術(shù)具有固化速度快、效率高、能耗低、環(huán)境友好、無溶劑排放等特點，近年來在涂料、油墨、膠黏劑等領域得到了廣泛應用[1-6]。UV固化高分子材料通常具有穩(wěn)定的交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由于雙鍵形成的不可逆性，固化成型后的材料很難實現(xiàn)回收再加工。在日常生產(chǎn)生活中，材料表面或內(nèi)部將不可避免地產(chǎn)生劃痕或裂紋，如果不及時修復，材料的使用壽命會大大縮短，造成經(jīng)濟損失和資源浪費。

目前報道的自修復高分子材料，根據(jù)自修復機理主要可分為兩類：外援型和本征型。前者主要是在聚合物基質(zhì)中填充微納米結(jié)構(gòu)的愈合劑，材料一旦破裂，愈合劑就會流出，并在原位修復受損部位，但是這種方法就修復次數(shù)非常有限且工藝繁瑣、成本高，且當材料在使用過程中，若內(nèi)部的細小裂紋難以被探測并及時修復，最終就會擴展成宏觀裂紋，從而影響材料的使用壽命[7]。后者主要基于動態(tài)鍵的斷裂和重組，在一定條件下實現(xiàn)動態(tài)交換，從而修復材料受損部位，故這種方法有助于修復難以探測的細微裂紋，并且實現(xiàn)多次修復[8-9]，這對于預防材料的災難性斷裂尤為重要。依據(jù)鍵的類型，動態(tài)鍵可分為動態(tài)非共價鍵（包括離子鍵、氫鍵、配位鍵等）和動態(tài)共價鍵（包括Diels-Alder鍵、羥基-酯鍵、二硫鍵、亞胺鍵等）兩大類[10]，且與動態(tài)非共價鍵相比，動態(tài)共價鍵鍵能更高、穩(wěn)定性更強、耐溶劑性更好、受環(huán)境極性影響較小[11-13]，然而基于動態(tài)共價鍵修復的材料也存在缺點，其修復過程通常需要較高的溫度或能量輸入[14]。近年來，由于光固化動態(tài)共價鍵高分子材料具有合成方法高效、可重復加工利用、易于回收等優(yōu)點，受到了業(yè)界高度重視，迄今為止，包括酯鍵、Diels-Alder加成、雙硫鍵、硼氧鍵、位阻脲鍵等在內(nèi)的諸多動態(tài)共價鍵已被引入到光固化自修復型材料的構(gòu)建中。下面對UV固化聚合物中常見的動態(tài)共價鍵逐一介紹。

1 基于動態(tài)共價鍵自修復的光固化高分子材料

1.1 基于酯鍵自修復

相較于其他動態(tài)鍵，動態(tài)酯交換反應引起了人們極大的興趣，主要是因為酯鍵廣泛存在于各種商用熱固性聚合物中，如環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、醇酸樹脂等。材料中含有的羥基和酯鍵在高溫和催化劑的作用下可發(fā)生快速的動態(tài)酯交換反應（圖1），且分子內(nèi)酯交換不會改變聚合物的拓撲結(jié)構(gòu)，從而賦予材料良好的自修復、可回收加工性能。Wang 等[15]以生物基蘋果酸（MA）、檸檬酸（CA）等為原料，合成了2 種UV 固化預聚體：蘋果酸-甲基丙烯酸縮水甘油酯（MG）和檸檬酸-甲基丙烯酸縮水甘油脂（CG），見圖2。經(jīng)UV固化和熱處理后，所得材料具有優(yōu)良的力學性能，拉伸強度最高可達117.7MPa。此外，該材料還可以實現(xiàn)無催化條件下的自愈合，在180℃下加熱10min后，材料的劃痕修復效率都在80%以上。該課題組[16]還利用衣康酸、糠酸分別與甲基丙烯酸縮水甘油醚反應合成了另外兩種UV固化預聚體。所得光固化材料在具有較高的力學和熱學性能的同時也具有良好的自愈性和可回收性。

圖1 基于酯鍵自修復的機理圖[21]

圖2 MG和CG的合成路線[15]

Zhang 等[17]報道了一種基于動態(tài)酯交換反應的可回收和可修復的熱固性材料，用于3D 打印。所采用的熱固性聚合物溶液由石油基光敏丙烯酸酯單體組成，這使得基于UV固化的3D打印產(chǎn)品具有高分辨率和復雜的幾何形狀。Lu等[18]以甲基丙烯酸化的纖維素、松香基衍生單體等為原料，合成了一種可3D 打印的光敏樹脂?；邗ソ粨Q反應和氫鍵的共同作用，破損的材料經(jīng)光固化和熱處理后就可以實現(xiàn)完全修復。此外，由于聚集誘導效應，該材料還表現(xiàn)出良好的熒光性能。Feng 等[19]通過在UV 固化樹脂的合成過程中引入磷酸二酯丙烯酸型交聯(lián)劑，制備了一種無催化基于動態(tài)酯交換反應的UV固化交聯(lián)網(wǎng)絡。得益于體系中含有的磷酸二酯結(jié)構(gòu)和氫鍵，所得UV固化材料不僅具有優(yōu)良的力學和阻燃性能，并且還實現(xiàn)了玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下時的再回收。此外，本文作者課題組[20-22]以植物油和天然酸為原料，也報道了幾種基于動態(tài)酯交換反應的UV固化材料。

到目前為止，基于酯交換反應的動態(tài)共價鍵聚合物得到了快速發(fā)展，但是仍存在一系列問題沒有解決。首先，酯交換反應通常需要催化劑的輔助，然而催化劑在加熱回收過程中容易流失和失活。雖然目前已出現(xiàn)了少量不需要催化劑輔助的酯交換反應工作的報道，但所得材料的力學性能普遍偏低，并且回收效果不理想。另外，酯交換反應通常需要較高的溫度（＞180℃），這可能導致熱降解或不必要的副反應，限制了其在實際生產(chǎn)中的進一步應用。

1.2 基于Diels-Alder反應自修復

Diels-Alder加成反應是較早用于制備自修復型高分子材料的化學反應之一，具有熱可逆性、產(chǎn)率高、副反應少等優(yōu)點，其中以呋喃與馬來酰亞胺的反應最為典型[23-24]。Diels-Alder 反應的可逆性使其在低溫時傾向于正向反應，而高溫時則傾向于解離[25-26]。與可逆非共價鍵相比，含有DA 鍵網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)具有較高的分子間作用力，能夠很好地滿足性能需求[27-28]。近年來，基于Diels-Alder 可逆反應的自修復高分子材料已得到了廣泛研究。

Ke 等[29]合成了一種基于Diels-Alder 反應的物質(zhì)HHTD。該課題組首先以呋喃、馬來酸酐、乙醇胺為原料合成了具有羥基和馬來酰亞胺功能的N-羥乙基馬來酰亞胺，再將其與糠醇反應，制備具有呋喃馬來酰亞胺DA 加合物結(jié)構(gòu)的二醇（HHTD），見圖3。Aizpurua 等[30]以HHTD、異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI）等為原料并且以甲基丙烯酸羥乙酯（HEMA）作為鏈端劑，經(jīng)UV 固化制備水性聚氨酯涂料，見圖4?；贒A 加成反應，該材料具有良好的自修復和可回收性能。將圓形涂料薄膜切割成兩個大小相同的對稱部分，使樣品相互接觸并放入60℃的烘箱中加熱24h，樣品成功愈合，并且能夠豎直懸掛500g質(zhì)量的物體而不斷裂。

圖3 HHTD的合成路線[29]

圖4 UV固化丙烯酸封端聚氨酯樹脂的合成路線[30]

Wang 等[31]用HHTD 與異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI）反應，獲得具有DA加合物結(jié)構(gòu)的異炔酯端基的聚氨酯預聚物，分別加入PLA1000/PEG2000/HPDMS 作為軟段，最后用丙烯酸羥丙酯封端，制備不同軟段的含Diels-Alder 結(jié)構(gòu)的UV固化聚氨酯丙烯酸酯，見圖5?；诓牧现兴腄A 結(jié)構(gòu)，UV 固化聚氨酯具有良好的力學性能和優(yōu)異的自修復效率。其中以PLA1000 為軟緞的聚氨酯丙烯酸酯PLAPU在120℃的條件下加熱100s，劃痕修復效率可達100%，并且可以多次修復，此外，PLAPU同時具有較高的抗拉強度（3MPa）和堅固的硬度（1H）。該課題組[32]還嘗試將所得的聚氨酯丙烯酸酯溶解在丙酮中，加入三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)（TMPTMP）[見圖6(a)]和2,2-雙[(3-巰基丙?；?氧基]甲基丙烷-1,3-二酰基雙(3-巰基丙酸酯)（PETMP）[見圖6(b)]，分別作為三巰基單體、四巰基單體，在紫外光的照射下發(fā)生點擊反應，得到了一種新型的紫外光固化自愈涂料（PU-SH），該涂層的自愈合能力優(yōu)于之前研究的不同軟段的含Diels-Alder 結(jié)構(gòu)的UV 固化聚氨酯丙烯酸酯，且其愈合溫度顯著降低，從原體系的120℃降至90℃。

圖5 UV固化聚氨酯樹脂的合成路線[31]

圖6 兩種硫醇單體的化學結(jié)構(gòu)[32]

Liu等[33]在UV固化聚氨酯的過程中，引入含有光敏丙烯酸雙鍵的DA單體，制備了一種基于氫鍵和DA 反應的雙交聯(lián)網(wǎng)絡的自修復涂層。該DA 單體以雙馬來酰亞胺（BMI）、糠醇（FA）、甲基丙烯酸異氰酸酯（IEM）為原料合成，見圖7。該涂層具有優(yōu)異的力學性能和自修復性能，其最大硬度可達3H，在120℃的條件下加熱10min，其劃痕修復效率可達100%。

圖7 DA單體的合成[33]

與酯交換反應相同，雖然Diels-Alder 加成反應形成的光固化高分子材料的聚合物強度和修復效率較高，但往往在較高的溫度條件下才能進行，自修復行為的發(fā)生需要較高的能量輸入[34]。

1.3 基于二硫鍵自修復

二硫鍵由于其突出的優(yōu)點，近年來越來越受到人們的關注。二硫鍵是相對較弱的共價鍵，因此基于二硫鍵的可逆反應可以在相對較低的溫度下開始[35]。在光照、加熱等外界條件作用下，S—S鍵斷裂，在自由基或離子中間體作用下，兩個鄰近的斷裂S—S 鍵又能重新結(jié)合，見圖8。由于S—S 鍵與聚合物具有很好的相容性，所以利用S—S 鍵的斷裂和重組，可以實現(xiàn)材料在宏觀上的自修復[36-38]。

圖8 基于雙硫鍵自修復的機理圖

Zhao 等[39]首次報道了一種含二硫鍵的紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯樹脂（DSPUA）。該課題組首先以2-巰基乙烷-1-醇為原料制備了含二硫鍵的2,2-二硫代乙二醇（DTBO）[見圖9(a)]，DSPUA 聚合物是由聚四氫呋喃二醇（PTMEG）和DTBO 與IPDI反應制備的，然后用HEMA封端[見圖9(b)]，制備得到的含二硫鍵的DSPUA聚合物在紫外光照射下發(fā)生動態(tài)的二硫鍵交換反應，表現(xiàn)出良好的自修復性能，在120℃的烤箱中加熱65s，劃痕修復效率可達100%，并且研究發(fā)現(xiàn)自愈合速度隨著體系中二硫基含量的增加而提高。此外，所獲得的DSPUA聚合物與市售紫外光固化材料具有良好的相容性，這些具有良好自修復性能的DSPUA 在UV 光固化涂料、黏合劑、油墨等領域具有巨大的應用潛力。

圖9 DTBO和DSPUA的合成路線[39]

隨后，Zhao課題組[40]又通過將疏水改性功能化后的Al2O3納米粒子（SMANP）沉積在DSPUA 表面，在紫外光照射下制備了一種紫外光固化自愈合超疏水涂料。在DSPUA表面加入SMANP幾乎不會改變附著力和柔韌性，但其硬度、耐用性和耐溶劑性卻能大大提高。所得涂層既能防水又能防油，并具有優(yōu)異的超親和性。在紫外光照射下，當涂層表面溫度升高時，涂層表現(xiàn)出自修復行為。

Li 等[41]首先以IPDI、聚乙二醇（PEG）為反應單體，2,2-二硫二乙醇（HEDS）為擴鏈劑，合成了一種含二硫鍵的聚氨酯丙烯酸酯，再用丙烯酸羥乙酯（HEA）封端得到聚氨酯光敏樹脂（PUSA）（見圖10），用于3D打印，制備自修復聚氨酯彈性體。由于在紫外光照射下聚合物網(wǎng)絡中二硫鍵的復分解，所得到的彈性體具有良好的自愈合能力，在80℃下愈合12h 后，力學性能可以恢復到原來的95%，并且可以多次回收，且該樹脂具有良好的流動性和高固化速度，應用于3D 打印，有利于打印出各種結(jié)構(gòu)復雜、打印精度高、自愈能力顯著的物體。Zhang 等[42]合成了一系列具有雙硫鍵的化學交聯(lián)離子凝膠，并制備了高性能的離子電子器件。該離子凝膠在循環(huán)試驗中表現(xiàn)出超高的彈性和耐久性，同時具有顯著的自愈性，在室溫下經(jīng)紫外線照射10min 后，拉伸強度和斷裂伸長率最大可達7.42MPa和1011%。

圖10 PUSA的合成路線[41]

二硫鍵最常發(fā)生的可逆反應除了二硫鍵交換反應，還可以與硫醇基團進行可逆動態(tài)交換。二硫基團可以經(jīng)還原劑還原為巰基基團，而巰基基團可在氧化的條件下重新轉(zhuǎn)換為二硫鍵。自20 世紀90 年代，有關巰基與二硫鍵反應的可逆性就開始被發(fā)現(xiàn)并報道[43]。Yu 等[44]以碘苯二乙酸酯（IBDA）、乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷（V-PDMS）、(巰基丙基)甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷（MMDS）為原料，合成了一種含有硫醇和二硫鍵的光固化彈性體油墨。含有巰基的MMDS 首先被IBDA 氧化形成巰基二硫低聚物，然后該低聚物與具有烯烴基團的V-PDMS進行光引發(fā)的硫烯反應，形成固體彈性體，彈性體在交聯(lián)區(qū)域嵌入動態(tài)二硫鍵。其中，硫醇結(jié)構(gòu)在彈性體制造過程中促進硫醇烯光聚合，二硫鍵結(jié)構(gòu)通過復分解反應賦予材料自修復性能。該材料經(jīng)3D打印成啞鈴形狀，將樣品平均切割成兩部分，使其在60℃下接觸愈合2h 后，對愈合的樣品進行單軸拉伸試驗，其拉伸強度達到原始彈性體的100%。Cheng 等[45]將動態(tài)鍵引入到硫醇-烯彈性體網(wǎng)絡中。在沒有紫外線的情況下，這些彈性體表現(xiàn)出典型的共價交聯(lián)彈性體的性能，包括低滯后、低蠕變和優(yōu)異的溫度穩(wěn)定性。在紫外線照射下，它們表現(xiàn)出快速的應力松弛和自愈合。

眾所周知，傳統(tǒng)熱固性樹脂模具具有耐熱和尺寸穩(wěn)定等優(yōu)點，其交聯(lián)網(wǎng)絡不易降解。基于縮醛基可在酸性條件下水解回醛基這一特點，Miao等[46]首先合成了一種具有水解雙縮醛結(jié)構(gòu)的雙官能團的丙烯酸酯交聯(lián)劑（TBMMA），然后將其和單官能團的4-丙烯酰嗎啉（ACMO）、光引發(fā)劑共混形成具有雙縮醛水解基團的光固化樹脂，進行3D 打印構(gòu)建犧牲型熱固性模具，該3D 打印模具可在溫和的乙酸溶液條件下水解（圖11）。隨后，以環(huán)氧樹脂和多壁碳納米管（MWCNTs）為原料制備了具有動態(tài)二硫鍵的環(huán)氧樹脂碳納米管復合材料（EPSS/CNTs）。該環(huán)氧樹脂由常見的市售環(huán)氧樹脂單體雙酚A二縮水甘油醚（DGEBA）、增加分子鏈流動性的擴鏈劑芐胺和動態(tài)硬化劑2-氨基苯基二硫化物組成。碳納米管的加入有助于通過光熱轉(zhuǎn)換和動態(tài)二硫鍵實現(xiàn)EPSS/CNTs的近紅外光觸發(fā)功能，賦予復合材料自愈能力。將復合材料樹脂澆注到模具中，加熱固化。在溫和的乙酸溶液條件下水解模具，得到最終的三維智能零件。該零件在160℃下加熱1h后，劃痕修復效率可達90%以上。

圖11 ACMO/TBMMA樹脂的水解[46]

光固化為聚合物材料的智能制造技術(shù)提供了許多機會，如3D 激光打印、光刻和涂層，而這些方法無一避免要加入光引發(fā)劑，光引發(fā)劑吸收光子能量分解產(chǎn)生自由基，進而引發(fā)聚合反應，從而使線性聚合物或樹脂在光照下快速固化，但這些光引發(fā)劑不可避免的殘留通常會加速材料的老化過程。對科學家來說，尋找具有內(nèi)在光交聯(lián)能力和動態(tài)共價鍵的結(jié)構(gòu)簡單的單元是一個巨大挑戰(zhàn)。硫辛酸（TA）是一種生物體內(nèi)存在的小分子1,2-二硫戊烷，具有內(nèi)在的光交聯(lián)活性單元，一些早期研究探索了TA 的光化學性質(zhì)并得出結(jié)論：拉伸的二硫鍵可以被長波紫外線剪切成雙自由基，從而引發(fā)TA的自由基引發(fā)聚合[47-51]，換句話說，TA自身固有的特性可以避免光固化過程中外部光引發(fā)劑的使用。Sieredzinska等[52]通過將胺改性聚二甲基硅氧烷聚合物（PDMS-NH2）與胺活化的硫辛酸酯（TA-NHS）反應，在聚二甲基硅氧烷（PDMS）聚合物的側(cè)鏈引入了TA，經(jīng)UV固化后成功得到了聚二甲基硅氧烷網(wǎng)絡（PDMS-TA），見圖12。體系中的雜環(huán)戊烷既作為吸光單元又作為動態(tài)共價交聯(lián)單元，使聚二甲基硅氧烷聚合物在無光引發(fā)劑和無溶劑狀態(tài)下能夠進行高效的光交聯(lián)和可逆的化學解交聯(lián)。

圖12 PDMS-TA聚合物的制備[52]

1.4 基于硼酸酯鍵自修復

硼氧鍵的鍵能為518.8kJ/mol，具有較高的鍵解離能，硼酸酯鍵可以在最小加熱條件下（＜60℃）進行無催化劑的可逆水解或重組來實現(xiàn)網(wǎng)絡重排[53]，使材料具備自修復性能。

Liu 等[54]首先通過酯化和脫水反應合成了二硼酸酯交聯(lián)劑，然后將其與硫醇官能化有機硅樹脂（MDT-SH）與端乙烯基聚硅氧烷（PDMS-VP）共混，經(jīng)紫外光固化制備了一種具有良好機械強度和光學透明度的自修復和可再加工的聚硅氧烷彈性體。當聚硅氧烷彈性體受損時，斷裂表面上的動態(tài)硼酸酯鍵可以重新排列并重新黏合受損表面，自修復效率大于90%。將廢棄的彈性體粉碎并在80℃熱壓3h，得到的彈性體仍然保留了約90%的原始機械強度，且仍表現(xiàn)出優(yōu)異的自愈性。Robinson 等[55]報道了一種用于3D 打印的含有硼酸酯交聯(lián)單元的光固化硫醇-烯動態(tài)熱固性樹脂（見圖13），該樹脂由二烯丙基硼酸酯、季戊四醇（3-巰基丙酸酯）和鄰苯二甲酸二烯丙酯反應制備而得。打印部件的機械性能可以通過動態(tài)硼酸酯與靜態(tài)鄰苯二甲酸酯的相對百分比來調(diào)節(jié)。硼酸酯不僅可以增加3D 打印物體的可持續(xù)性，還可以作為打印后衍生的反應位點，引入化學基團，如熒光基團的空間圖案。硼酸酯的另一個特點是其在自由基化學過程中的穩(wěn)定性，使其在基于自由基的3D 打印光聚合體系中具有巨大優(yōu)勢。

近年來基于硼酸酯動態(tài)交換的光固化自修復聚合物得到了快速發(fā)展，但硼酸酯鍵具有高度的pH依賴性[56]，且基于硼酸酯鍵自修復聚合物的制備過程一般較為復雜，這在一定程度上限制了其廣泛應用。

1.5 基于位阻脲鍵自修復

雖然尿素具有穩(wěn)定的化合物結(jié)構(gòu)，一般情況下無法應用于自修復領域，但通過使用具有較大空間位阻的仲胺基團使尿素失穩(wěn)，導致尿素鍵的弱化，從而增加鍵的動態(tài)特性，賦予材料自修復性能。與其他動態(tài)共價鍵相比，位阻脲鍵（HUB）的特征反應溫度可以通過調(diào)節(jié)單體結(jié)構(gòu)和含量來調(diào)整[57-61]。

2019年，Jun等[62]首先通過UV固化合成了一種含有動態(tài)脲鍵的聚氨酯丙烯酸酯，然后將銀納米線（AgNWs）摻入含有動態(tài)可逆脲鍵的聚合物，制造出一種高度堅固、可愈合、透明的壓敏電容器。由該壓敏電容器制備的電極具有良好的彎曲疲勞強度，經(jīng)過1000 次彎曲循環(huán)，樣品的電阻變化不超過20%，輻照誘導的自愈合可以成功緩解由人工劃傷引起的顯著的電容下降。這是光固化動態(tài)共價鍵高分子領域中首次報道的能夠通過輻射誘導愈合，并通過紫外光固化引入動態(tài)脲鍵聚合物組成的壓力傳感器。Zhang 等[63]以蓖麻油（CTO）為原料，基于動態(tài)位阻脲鍵（HUBs），首次報道了一種具有可修復、可回收、可拆卸和疏水性的高生物基UV固化聚氨酯涂料，見圖14。位阻脲鍵和分子內(nèi)氫鍵的快速解離或交換，使得到的UV固化涂層表現(xiàn)出優(yōu)異的可修復性、可焊接性、可回收性和可移除性。在140℃下加熱60min，該涂層劃痕修復效率高達97.0%，在120℃下加熱60min，焊接效率為91.3%。此外該涂料具有可循環(huán)利用特性，用低毒性的有機溶劑，如乙酸乙酯和二甲基甲酰胺，可以容易地去除或回收涂層，為聚氨酯涂料的回收方式提供了新思路。

圖14 基于CTO的UV固化低聚物的合成路線[63]

1.6 其他

除了上述介紹的幾種動態(tài)共價鍵之外，酰腙鍵、亞胺鍵、氨基甲酸酯鍵等也被引入到光固化自修復領域。氨基甲酸酯鍵在高溫和催化劑的作用下可以發(fā)生解離交換反應（見圖15），使傳統(tǒng)熱固性聚氨酯實現(xiàn)可塑性[65-66]。Hamachi 等[64]在UV 固化樹脂的合成過程中，引入含氨基甲酸酯鍵的丙烯酸酯交聯(lián)劑，在DBTDL 的催化下，制備了一種基于氨基甲酸酯交換的UV 固化交聯(lián)網(wǎng)絡，用于3D 打印。在DBTDL 催化劑存在下，這些氨基甲酸酯鍵進行交換使材料的應力快速松弛，與未使用催化劑的樣品相比，材料的楊氏模量降低了25%，能夠進行離解交換反應的氨基甲酸酯鍵的加入改善了氨基甲酸酯-丙烯酸酯聚合物的層間網(wǎng)絡形成。

圖15 氨基甲酸酯的解離交換機制[64]

2 結(jié)語與展望

動態(tài)共價鍵賦予了傳統(tǒng)光固化高分子材料可回收、可重復利用、應激響應、智能化等特點，解決了傳統(tǒng)光固化高分子回收難、回收成本高、使用壽命短、環(huán)境污染大的難題。盡管動態(tài)共價鍵光固化高分子研究領域已經(jīng)較為完善，但仍有許多值得探究的地方。

（1）提高光固化材料的力學性能。高力學性能的材料意味著需要高化學鍵能的動態(tài)鍵，同時也意味著要犧牲材料的可逆性。如何合理利用科學手段，使動態(tài)共價鍵高分子材料具有高的材料力學性能是今后應該努力的方向。

（2）解決修復手段單一性的問題。如何將多種動態(tài)共價鍵或非共價鍵同時引入一種材料中，借助光固化這一手段，賦予材料多種動態(tài)鍵的特點，研發(fā)出滿足多種要求的光固化自修復材料并應用于實際生產(chǎn)生活中是未來的研究目標與方向。