如果一种环氧树脂已经完全固化，形成了三维交联网络，它还能不能再次改变形状？按照传统高分子材料的逻辑，答案通常是否定的。

热塑性塑料依靠分子链之间的缠结和分子间作用力维持结构，加热后可以熔融、重新加工；热固性树脂则通过永久共价交联获得更高的尺寸稳定性、耐热性和耐化学性，但一旦完成固化，通常也意味着失去了重新熔融和成型的能力。几十年来，这几乎构成了高分子材料最基本的一条边界：容易重新加工的材料，往往没有永久交联；形成永久交联的材料，又很难重新加工。

Vitrimer正在尝试改变这条边界。它仍然拥有三维共价交联网络，却通过动态共价键的交换，让已经固化的网络在特定条件下重新排列。因此，一种原本应该“一次固化、终身定型”的材料，有机会再次被重塑、焊接、维修，甚至进入更高价值的材料回收循环。

这也是为什么，在2011年这个概念被正式提出十多年以后，Vitrimer正在从高分子化学研究逐渐进入复合材料、电子材料、胶黏剂、汽车和风电等产业的视野。

一、Vitrimer到底是什么？

2011年法国科学家Ludwik Leibler等人在《Science》发表的论文《Silica-like malleable materials from permanent organic networks》中，构建了一类能够在保持永久交联网络的同时，通过动态键交换发生拓扑重排的聚合物材料。Vitrimer这一概念由此正式进入高分子科学。

理解它最简单的方法，是把传统三类网络放在一起看。热塑性材料主要由线性或支化分子链构成，加热后链段运动增强，最终可以熔融流动，因此容易二次加工；传统热固性材料通过永久共价键连接成三维网络，固化后不会再次熔融，因此获得很好的耐热和尺寸稳定性；而Vitrimer虽然同样是交联网络，但其中一部分共价连接能够发生动态交换。

关键就在“交换”两个字。假设原来A和B之间存在一条共价连接，在合适的温度、催化条件或其他刺激下，A可以转而与C形成新的连接。对于经典的缔合型Vitrimer而言，新键形成和旧键断裂是耦合进行的，因此网络并没有像普通热固性树脂降解那样整体失去交联，只是网络内部的连接关系不断重新排列。学术上，Vitrimer通常被归入共价自适应网络（Covalent Adaptable Networks，CANs）的重要类别。

这也是为什么把Vitrimer简单称作“既是热塑性、又是热固性”并不完全准确。它本质上仍然是一种交联聚合物，只不过这个网络不再完全静止。国内通常将Vitrimer称为“类玻璃高分子”，相关中文文献普遍采用张希院士提出的这一中文名称。

二、为什么它值得关注？核心其实是五种能力

如果Vitrimer只是“可以回收的环氧树脂”，它的意义其实没有今天这么大。真正让它受到材料行业关注的，是动态网络同时带来了再加工、焊接、修复、应力松弛和材料回收五种传统热固性材料很难同时具备的能力。

第一是再加工。传统热固性树脂完成固化以后，结构基本固定；Vitrimer在动态交换足够快的温度下，可以在压力作用下发生网络拓扑重排，因此已经固化的材料仍有机会重新热压、整形和改变形状。Mallinda公开的VITRIMAX VHM技术资料就明确把“固化后再成型”和热压加工列为其材料特征。

第二是焊接。当两块Vitrimer表面在一定温度和压力下接触时，界面附近的动态共价键可以发生跨界面交换，使原本独立的聚合物网络重新建立化学连接。对于复合材料而言，这意味着未来大型结构有可能采用“分段制造+后连接”，也为维修补片和模块化结构提供新的思路。Mallinda已经把这种基于共价键交换的热焊接作为VITRIMAX复合材料加工方式之一。

第三是修复。裂纹两侧如果能够重新接触，在足够温度和压力条件下，动态网络有机会重新连接，从而恢复部分性能。不过这里需要避免一个常见误区：Vitrimer并不意味着所有损伤都可以“自动长好”。纤维断裂、材料缺失或者裂纹无法闭合时，单靠树脂键交换不可能完全恢复原有结构。

第四是应力松弛。这项能力对复合材料制造尤其值得关注。传统热固性树脂在固化收缩、温度变化以及纤维—树脂热膨胀差异作用下会产生残余应力，而Vitrimer可以通过网络重排逐渐释放部分应力。但这项优势同时也是一个潜在风险：如果动态交换在服役温度下仍然过快，长期载荷又可能产生蠕变。因此当前Vitrimer评价越来越重视应力松弛、蠕变—恢复和流变行为，而不仅是拉伸强度和Tg。

第五才是大家最熟悉的回收。不同Vitrimer体系可以通过重新加工、化学交换、选择性解聚或溶胀分离实现不同形式的循环。例如华盛顿大学团队开发的vPCB就利用小分子溶剂使Vitrimer网络溶胀，在实验条件下实现98%的聚合物、100%的玻璃纤维和91%的溶剂回收。

所以，Vitrimer真正改变的不是一个单一性能，而是热固性材料过去“固化即终点”的网络逻辑。

三、研究方向已经变了：不是继续证明“能交换”，而是解决“能不能用”

早期Vitrimer研究首先要证明永久交联网络确实可以发生动态交换。今天，这件事情已经基本解决，研究重点已经明显转向工程性能。其中最核心的矛盾，是动态性与稳定性之间的平衡。

如果交换反应太慢，材料可能需要180℃甚至更高温度、很长时间才能重新成型，那么工业价值就会明显下降；但如果交换过快，材料在长期高温载荷下又可能产生过度应力松弛和蠕变。换句话说，理想的Vitrimer必须做到：服役的时候足够“静”，需要维修和加工的时候又能迅速“动”起来。2025年的CAN表征综述因此特别强调，应力松弛、蠕变/恢复以及动态流变测试，是评价这类材料不可缺少的工具。

第二个重要方向，是提高耐热和力学性能，并降低对外部催化剂的依赖。早期大量Vitrimer基于酯交换，并借助金属盐或有机催化剂提高交换速度；如今研究正在向内部催化、无外加金属催化，以及亚胺、二硫键、硼酸酯、氨基甲酸酯等更多动态化学体系扩展。不同体系真正竞争的，并不是“谁能交换”，而是谁能够在交换温度、强度、Tg、耐水性、耐久性和成本之间建立更好的平衡。

第三条主线是生物基化。植物油、香草醛、木质素、呋喃衍生物等可再生原料正在越来越多地进入Vitrimer研究，因为如果一类材料本身以“循环”为核心价值，那么原料来源和全生命周期碳排放也不可回避。EOLIAN项目到2026年已经报告开发出约60%生物基含量的Vitrimer，并完成玄武岩纤维复合材料的灌注试验。

但对于真正的复合材料产业来说，最大的门槛可能还不是分子结构，而是制造工艺。纯树脂可以重新热压，并不等于它就适合高纤维体积分数的连续玻纤或碳纤复合材料。树脂还必须满足黏度、适用期、纤维浸润、固化放热、孔隙率、界面结合以及生产节拍等要求。EOLIAN公开资料就明确提到，高黏度和较短的工艺窗口仍是Vitrimer用于真空灌注时需要解决的问题。

这其实标志着一个很重要的变化：评价Vitrimer的标准，正在从“化学上能不能做到”转向“生产线上能不能稳定做到”。

四、Vitrimer产业化到哪一步了？

如果只看论文，会产生一种Vitrimer已经非常成熟的错觉；如果只看大规模应用量，又可能认为它仍然只是实验室材料。两种判断都不准确。

截至目前，更合理的产业定位应该是已经出现商业材料和产品化应用，但不同领域成熟度差异很大，大型结构复合材料仍主要处于工程验证阶段。

第一类是已经商业推出的材料。美国Mallinda在2025年宣布商业发布VITRIMAX VHM Vitrimer复合材料树脂，并公开提供树脂和碳纤维复合材料样品。其官方技术资料显示，VHM可根据固化条件获得约80—180℃的Tg，支持固化后再成型、压缩模塑以及树脂/纤维生命周期末端回收。碳纤维单向复材的公开测试数据包括约1027 MPa弯曲强度和76 MPa层间剪切强度。

ATSP Innovations则把动态网络用于另一类高价值场景——可重复连接结构胶。其Self-Bond材料可以通过受控加热脱粘，再重新连接，公司公开资料报告了超过50次重复粘接能力。这说明Vitrimer的第一批商业价值未必来自“大量替代环氧”，而可能首先来自传统热固性树脂难以提供的可拆卸、可维护和可重复组装功能。

日本东洋纺的案例更值得传统材料企业关注。Toyobo和Toyobo MC将Vitrimer交换机制引入其聚酯材料体系，开发了面向电子材料的高耐热无溶剂胶粘片。其交联结构在制造阶段已经完成，后续只需较短时间加热和加压即可粘接，同时能够常温运输和储存，避免传统半固化胶粘片所需的低温物流和长时间热交联过程。东洋纺将这一项目直接表述为Vitrimer在电子材料中的“practical use”，并推进样品供应、生产和销售。

这些案例告诉我们一个非常重要的信息：Vitrimer已经不是“有没有企业做”的问题，而是哪些场景已经能够为它的特殊功能支付溢价。

五、风电叶片和PCB，是目前两个特别值得跟踪的工程验证场

大型结构复合材料中，欧盟EOLIAN项目具有很强的代表性。欧洲委员会CORDIS资料显示，该项目计划制造并测试一支14米级Vitrimer复合材料风电叶片，同时验证化学回收后的Vitrimer和纤维再次通过真空灌注制造第二代复合材料，以及机械回收材料进入SMC的路线。

到2026年，项目已经报告完成约60%生物基Vitrimer的开发和玄武岩纤维复合材料灌注试验。这一步的意义并不只是“又做出了一块层合板”，而是开始验证一个新型动态树脂是否能承受大型复合材料真正面对的低黏度灌注、纤维浸润、孔隙控制和制造节拍问题。

另一个很有意思的方向是PCB。华盛顿大学、微软研究院等团队开发的vPCB，以酯交换Vitrimer替代传统PCB中的不可逆热固性树脂，并制造了可以进行2.4 GHz无线通信的IoT原型。研究中不仅实现了树脂、玻璃纤维和溶剂的高比例回收，还验证了裂纹和孔洞的多次修复以及材料重新制造。

但这里必须把研究成果和成熟商业产品区分开来。vPCB证明的是这条技术路线可行，并不意味着它已经可以全面替代FR-4。真正进入PCB产业，还需要面对阻燃、耐湿热、CAF、电绝缘、尺寸稳定性、铜箔结合、高频高速性能以及大规模层压工艺等一系列验证。

风电和PCB两个案例放在一起看，其实很有代表性：一个代表大型结构复合材料，一个代表复杂多材料电子产品。如果Vitrimer能够跨过这两类体系的制造和可靠性门槛，它的产业边界会比单纯“可回收环氧”大得多。

六、中国企业已经开始入局，但更准确的关键词仍是“中试”

中国在Vitrimer领域已经有大量高校和科研机构布局，但公开信息中真正走到产业环节的企业仍然不多。值得关注的一个案例是赋澈生物Future Bio。

2025年，赋澈生物完成数百万美元天使轮融资，资金用途包括团队建设和中试验证，并与晶泰科技展开AI+机器人材料研发合作。公开披露显示，公司希望通过合成生物学路线生产Vitrimer相关生物质材料，并宣称其体系可以在酸性条件下解聚，实现约95%的材料回收。

需要特别强调的是，赋澈生物正在进行产业化和中试推进，而不是已经实现大规模工业化生产。相关融资报道显示，其资金的重要用途就是中试验证，这恰恰说明项目仍处于跨越实验室和规模生产之间的阶段。

不过这条路线值得持续观察，因为Vitrimer未来要真正扩大市场，除了性能和工艺，还有一个极其现实的问题——成本。特殊单体、催化体系和复杂合成路线如果长期明显高于普通环氧，再漂亮的循环经济故事也很难进入大宗市场。利用生物制造或者新的化学合成路线降低原料成本，很可能成为未来产业竞争的重要一环。

七、未来最值得看的，是五类应用，而不是“全面替代环氧”

从目前的产品和工程项目来看，Vitrimer短期内最现实的路径，并不是全面替代成熟、低成本的传统环氧，而更可能从那些能够真正利用其动态网络价值的领域切入。

第一类是可拆卸胶黏剂和可重复组装结构。这一领域不需要Vitrimer与普通环氧进行单纯的每公斤成本竞争，而是通过“粘得住、需要时又能拆”的功能创造价值，ATSP Self-Bond就是一个很典型的案例。

第二类是高价值复合材料维修与再加工。包括航空航天、高端装备、运动器材以及碳纤维结构件。材料本身价格高，维修成本也高，因此能够重塑、焊接和回收高价值纤维的经济意义更明显。Mallinda目前针对运动用品、汽车和海洋复材开发不同Tg等级的VITRIMAX，就是这一方向的实际探索。

第三类是电子材料和PCB。这里既包括Toyobo已经推进产品化的电子材料胶粘片，也包括仍处于研究原型阶段的vPCB。它们共同指向一个趋势：动态网络不仅可以帮助“回收树脂”，还可能改变电子产品的粘接、维修和拆解方式。

第四类是汽车复合材料。汽车具有最大的潜在放量能力之一，但也是成本和节拍最敏感的行业之一。Vitrimer如果能够实现短周期模压、生产废料再利用、结构焊接以及报废后材料回收，就可能形成完整价值链；但它最终能否进入大规模汽车部件，取决于成本和生产效率是否能够接近成熟热固性体系。

第五类是风电叶片。它可能不是最早大规模商业化的应用，却是最具有代表性的长期验证场。叶片尺寸大、寿命长，又必须承受长期疲劳、湿热、温度变化以及户外环境。如果Vitrimer最终能够在大型叶片中同时证明制造性、耐久性和回收经济性，那么对整个结构复合材料行业的示范意义会非常大。EOLIAN正在进行的14米级叶片验证因此值得持续跟踪。

这五个方向的共同点并不是“都需要环保材料”，而是传统永久交联网络正在产生真实的制造、维修、拆解或者回收痛点。

八、真正决定Vitrimer能不能进入大规模市场的，是五道关

第一道关是动态性与长期稳定性的平衡。交换太慢没有加工价值，交换太快又可能带来蠕变。未来结构材料必须证明它在几十年服役周期内能够保持足够稳定，而不是只展示一次热压修复实验。

第二道关是工艺窗口。黏度、适用期、固化速度、成型温度和交换温度必须与现有生产装备兼容，否则企业需要为了新材料重新设计整条生产线，产业导入难度会急剧上升。

第三道关是长期环境可靠性。水、湿热、酸碱、紫外线、疲劳以及温度循环都可能改变动态键交换行为。对于汽车、风电、航空和电子材料，这些性能最终比一次性的拉伸强度更重要。

第四道关是回收经济性。实验室里的“95%回收率”并不等于产业上就值得回收。真正的经济模型还要考虑收集、拆解、运输、溶剂、能源、设备、树脂再生质量以及回收纤维价值。

第五道关是标准与认证。目前Vitrimer和CAN的动态性能表征方法仍在持续完善。未来行业必须进一步回答：应力松弛怎么测、蠕变怎么评价、经过几次重塑之后性能保持多少才算合格、回收材料如何分级，以及不同应用的寿命评价体系如何建立。

也正因为如此，以后评价一个Vitrimer项目，不应该只看“拉伸强度+Tg+修复率”三个数字。更值得关注的是一整套工程参数：Tg、交换温度、应力松弛时间、蠕变、黏度、适用期、界面性能、循环加工后的性能保持率、环境耐久性，以及单位公斤材料真正的回收成本。当这些参数开始同时进入工业可接受的窗口时，Vitrimer才真正完成了从一种优秀的分子设计，向一种成熟工程材料的转变。

结语：Vitrimer真正改变的，是热固性材料的生命周期

Vitrimer不会在短时间内替代传统环氧树脂。后者拥有成熟的原料体系、制造工艺、可靠性数据和供应链，这些优势并不是一种新型材料靠“可回收”就能够轻易取代的。

但Vitrimer真正值得关注的，也不是简单做一种“更好的环氧”，而是它正在改变热固性材料长期以来相对单向的生命周期。通过动态共价网络，已经固化的材料有机会再次整形、连接和修复，退役复合材料中的树脂与高价值纤维也有望重新进入材料循环。热固性材料由过去的“制造—使用—报废”，开始出现向“制造—使用—维修—再加工—回收—再利用”**延伸的可能。

从2011年概念提出，到今天已经出现商业化树脂、可重复连接结构胶、电子材料体系、可循环PCB原型以及风电叶片工程验证，Vitrimer已经跨过了最初的概念证明阶段，但距离大规模应用仍有一段路。

未来真正决定Vitrimer能走多远的，是能否同时解决四件事：长期性能可靠、工艺能够进入现有产线、成本能够被市场接受、回收真正具有经济性。

只有这些问题得到解决，Vitrimer才能真正完成从优秀的分子设计向成熟工程材料的转变。它最终改变的，或许不只是一类树脂，而是热固性材料“一次成型、难以再加工和高价值循环”的传统模式。

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       原文标题 : 固化后还能重塑、焊接和回收？Vitrimer正在改写热固性材料