传统3D打印的光敏聚合物，因形成永久交联网络而无法回收，是典型的“一次性”材料。如何让高性能的光固化材料也能实现“闭环循环”，是绿色制造领域的重大挑战。

浙江大学谢涛教授与郑宁研究员团队提出了一种基于“动态解离化学”的闭环回收新策略，打破了热固性塑料回收需解聚为单体的传统限制。

该团队利用生物基香草醛与硫醇构建了二硫缩醛动态共价网络，使光敏聚合物在打印后，能通过温和的酸热处理完全转化为可再打印的活性低聚合物，实现了100%的闭环回收与再制造，且全程无需添加任何新的单体。

相关成果以“Circular 3D printing of high-performance photopolymers through dissociative network design”为题，发表在顶刊《Science》上。

机制创新 不同于需把聚合物彻底粉碎成单体的“解聚”回收方式，也不同于需添加大量新单体来推动交换的“动态键”回收方式，研究开创性地采用了“解离式循环”。

此方式仅将网络部分拆解为大小各异的活性低聚物片段，这些片段本身可直接作为“光刻胶”用于下一次高精度打印，极大地简化了回收流程。

100%闭环回收效率 回收过程既无需分离提纯单体，也无需添加新的单体溶剂，仅需中和酸催化剂并补充微量光引发剂，便可实现材料的完全重复利用，解决了传统3D打印热固性树脂“用后即弃”的环保难题。

图1：可闭环回收光聚合网络的设计策略。其分子原理基于动态共价化学，通过模块化网络设计可实现材料性能的多样化调控，其核心在于利用硫醇-醛光化学反应的可逆解离特性实现网络的降解与重构。

1.解离式光化学网络构建 

研究利用生物基香草醛与硫醇的点击化学反应，设计一种新型光敏聚合物。在光致酸产生剂（PAG）的作用下，硫醇与醛基在数十秒内快速发生加成反应形成二硫缩醛交联网络，满足3D打印的快速成型需求。

该体系利用香草醛分子内氢键及其对位羟基的电子效应，提升了树脂的储存稳定性，同时确保二硫缩醛键在特定条件下（酸+热）的高效解离能力。

2. “网络-低聚物”可逆转化与全闭环循环

打印后的制品，在加热和酸催化下，网络中的二硫缩醛键会发生可控的部分解离，生成末端带有活性基团（-SH和-CHO）的低聚物混合物。

随后，通过一个简单的中和步骤，即可将这种解离状态“冻结”，得到稳定的、可用于再次光固化的液态树脂前体。

3. 性能调控与模块化骨架设计

研究通过更换不同结构的硫醇单体（如引入柔性的聚己内酯链段），便能调控最终材料的性能，从而获得了断裂伸长率高达1250%的超韧结晶性材料，充分展现了该平台用于定制化高性能材料的潜力。

4. 牺牲模具制造与环境生命周期评估

基于材料可降解特性，将其发展为可循环使用的牺牲模具。

打印的齿科模型或铸造模具在使用后能完全回收并再次打印。生命周期评估显示，该策略在所有15项环境指标上均优于传统不可回收材料。

.

本研究通过创新的解离式网络设计，成功破解3D打印光敏高分子材料中“全回收性”与“高性能”之间的矛盾。利用生物基原料和简单的化学原理，实现了从分子设计到宏观制造再到废弃物资源化的全链条闭环。

这一策略不仅为开发下一代绿色智能制造材料提供了理论范式，也为解决全球塑料污染问题提供了极具工业化前景的技术方案。

未来，该设计理念有望拓展至更多动态化学体系，进一步丰富可循环材料的工具箱。