具有動態共價網絡的環氧玻璃體能够對環氧熱固性資料進行再加工和回收。然而,實現高機械效能仍然是一個挑戰。最近,科研人員合成了阿魏酸基超支化環氧樹脂(FEHBP)以生產閉環可回收且無催化劑的環氧玻璃體,而不會影響其熱效能和機械效能。FEHBP與超支化拓撲結構的結合通過原位增强和增韌機制提高了環氧玻璃體的拉伸强度、模量和韌性。FEHBP的羥基催化了動態酯交換並加速了環氧玻璃體的再加工。囙此,獲得的環氧玻璃體顯示出優异的可焊性、延展性和可程式設計性。含10份FEHBP的環氧玻璃體顯示出高拉伸强度(126.4 MPa)、可用Tg(94°C)、快速應力鬆弛(140°C下的鬆弛時間為45秒)和拉伸强度保持率(高於88.3%)回收。降解產物在溫和條件下被重新用於生產具有與原始環氧玻璃體相似的機械效能和熱穩定性的新型環氧玻璃體,從而形成具有工業應用潜力的閉環可回收、全生物基環氧玻璃體。
示意圖1 FEP和FEHBP的合成路線(a)和環氧玻璃體固化示意圖(b)。
圖5.CA/FEP/FEHBP劃痕和自愈實驗在140°C下不同時間的光學顯微鏡影像(a)。具有2D和3D形狀(b-e)的CA/FEP/FEHBP的焊接、重新配寘和程式設計。CA/FEP/FEHBP(f)的連續形狀記憶迴圈曲線。
圖9.CA/FEP/FEHBP(a)的閉環恢復過程。原始和化學回收環氧玻璃體的拉伸應力-應變曲線(b)、DMA曲線(c)、拉伸强度(d)和交聯密度(e)。
相關論文以題為Closed-Loop Recyclable Fully Bio-Based Epoxy Vitrimers from Ferulic Acid-Derived Hyperbranched Epoxy Resin發表在《Macromolecules》上。通訊作者是中南民族大學張俊珩博士、張道洪教授。
參考文獻:
doi.org/10.1021/acs.macromol.1c02247