近年，寧波材料所生物基高分子材料團(tuán)隊(duì)馬松琪研究員等基于可解離的化學(xué)鍵發(fā)展了易回收熱固性樹脂系列產(chǎn)品。為了得到高性能、耐水性、縮醛型可降解熱固性樹脂，馬松琪團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)合成了含苯聯(lián)螺環(huán)二縮醛、苯聯(lián)并環(huán)二縮醛和苯聯(lián)單環(huán)縮醛結(jié)構(gòu)的樹脂。其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、力學(xué)強(qiáng)度等性能與傳統(tǒng)雙酚A環(huán)氧樹脂相當(dāng)甚至更高。
最近，他們首次從成型加工角度設(shè)計(jì)合成了低粘度可降解環(huán)氧單體，通過(guò)真空輔助樹脂傳遞模塑成型工藝（簡(jiǎn)稱“VARTM”），制備出性能優(yōu)異的易回收碳纖維復(fù)合材料。
在環(huán)狀縮醛結(jié)構(gòu)上引入乙基或甲基后，環(huán)氧單體的規(guī)整性被打破，分子間相互作用減弱，得到了三種低粘度的環(huán)氧單體，粘度最低達(dá)到0.7Pa·s，遠(yuǎn)低于雙酚A環(huán)氧單體（陶氏DER331）的粘度（10Pa·s）。三種環(huán)氧單體擁有固化活性高的特點(diǎn)，經(jīng)異佛爾酮二胺固化后具有良好的熱學(xué)、力學(xué)性能。由于低粘度的特點(diǎn)，產(chǎn)品可以通過(guò)VARTM成型工藝制備成碳纖維復(fù)合材料。
得到的復(fù)合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的拉伸強(qiáng)度（635.9±24.1MPa）、楊氏模量（25.5±0.7GPa）和斷裂伸長(zhǎng)率（5.9±0.9%）。由于縮醛環(huán)氧樹脂基體優(yōu)異的降解性能，復(fù)合材料浸泡在0.1mol/L HCl丙酮/H2O（9:1，v/v）溶液中室溫24h，可回收碳纖維，回收的碳纖維表面無(wú)樹脂殘留。且由于回收條件溫和，避免了對(duì)碳纖維表面形貌、化學(xué)成分和機(jī)械性能的損傷，使回收的碳纖維可以多次重復(fù)使用。再生得到的碳纖維復(fù)合材料，保持了原始碳纖維復(fù)合材料的優(yōu)異熱學(xué)、力學(xué)性能。
此工作將引導(dǎo)可降解熱固性樹脂研究人員從加工和性能兩方面開展分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作，有利于推動(dòng)該類樹脂的應(yīng)用。
魯ICP備2021047099號(hào)