找回密码
 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

查看: 1181|回复: 0

[材料资讯] 马松琪课题组:席夫碱型易回收热固性树脂方面取得进展

[复制链接]

232

主题

304

帖子

512

积分

高级会员

Rank: 4

积分
512
发表于 2020-5-16 18:03:53 | 显示全部楼层 |阅读模式
热固性树脂是轻量化汽车、航天航空器、风电、太阳能电池、电子电器等关键结构材料之一。由于永久交换,传统热固性材料回收难,造成环境污染与资源浪费,各国相继出台了“谁生产谁回收”等严厉政策。基于可逆共价键发展易回收(降解回收与重塑回收)热固性树脂,具有节约资源和保护环境双重功效,是高分子领域重要发展方向之一。然而易回收热固性树脂普遍存在热机械性能低、易蠕变、耐水性差等问题,限制了其在结构材料中的应用。

热固性树脂

热固性树脂
图1 含金属配位结构的席夫碱热固性树脂制备路线
  中国科学院宁波材料技术与工程研究所生物基高分子材料团队马松琪研究员等人针对这些问题,首先将可降解和动态交换的席夫碱结构与苯环(刚性大且疏水)共轭,同时利用席夫碱易形成氢键的能力,合成了系列高性能席夫碱热固性树脂,解决了可重塑热固性树脂热机械性能低、耐水性差的问题。通过合成三醛基化合物,与二胺反应制备了系列席夫碱热固性树脂,具有优异的重塑回收性能(两次回收,强度保持92%以上)、降解回收性能(单体回收率达76.6%)以及热机械性能(Macromolecules, 2018, 51(20), 8001-8012)。为融合席夫碱、环氧树脂的优点,提出了环氧固化原位形成席夫碱的简便合成方法;双交联机制产生大小网孔结构,使得室温延展性能优异,远优于传统双酚A环氧树脂,强度、模量和Tg与之相当;降解遵循先降解成低聚物再降解的机理;制备的碳纤维复材可在温和酸性条件下无损回收纤维,同时具有与传统双酚A环氧基复材相当的力学性能(Green Chemistry, 2019, 21(6), 1484-1497)。此外,为提高化学稳定性,对席夫碱双苯环共轭,实现了树脂可控降解回收,耐湿热老化性能优于双酚A环氧树脂(J. Mater. Chem. A, 2019,7, 15420-15431)。
  最近,研究人员围绕可重塑热固性树脂低温易蠕变而导致材料尺寸稳定性差的问题,通过金属离子与席夫碱配位,将金属配位结构原位引入到席夫碱热固性树脂体系中(图1),同时发挥交联点作用,大幅提升了树脂的高温抗蠕变性能,配位键越强,效果越好;为便于表征高温抗蠕变性能,研究人员模仿热失重分析中的初始降解温度,提出了“初始蠕变温度(initial creep temperature)”的新概念。5 mol% Cu2+的引入可使树脂初始蠕变温度从60℃提升至100℃,5 mol% Fe3+的引入可使初始蠕变温度提高至120℃。与此同时,金属配位结构的引入实现了树脂玻璃化转变温度、力学性能以及耐溶剂性的提升,并且树脂依然具有较好的重塑再加工性能。不同金属配位含量及结构的引入也可以实现树脂性能的调节。相关工作发表在高分子权威期刊Macromolecules, 2020, 53 (8) 2919-2931上(论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.0c00036)。
  以上工作得到国家自然科学基金(51773216)、中科院青年创新促进会会员(2018335)、浙江省自然科学基金(LQ20E030005)和宁波市自然科学基金(2019A610131)的支持。
       文章来源:宁波材料所
       马松琪,中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员,博士生导师。中科院广州化学所博士,香港理工大学Project Fellow,美国北达科他州立大学博士后。主要从事热固性树脂的设计合成及结构-性能研究。目前为止,作为项目负责人承担国家自然科学基金面上项目(2项)/青年科学基金、浙江省公益类项目等多项课题;已在Prog. Polym. Sci.、Macromolecules、J. Mater. Chem. A、Green Chem.、ChemSusChem、ACS Sustain. Chem. Eng.、Polymer等期刊上发表论文72篇;中、英文专著3章节;申请发明专利43项(PCT 1项,美国专利1项),已授权31项。担任J. Renew. Mater.和Curr. Green Chem.编委,以及近40家SCI期刊(如Nature、Nat. Sustain.、Macromolecules、Green Chem.、ChemSusChem、Polym. Chem.、ACS Sustain. Chem. Eng.、Macromol. Rapid Comm.、Chem. Eng. J.、Langmuir、Prog. Org. Coat.、Ind. Eng. Chem. Res.、Eur. Polym. J.、Ind. Crop. Prod.等)的受邀学术审稿人。曾获中科院院长优秀奖,入选中科院青年创新促进会会员、宁波市领军和拔尖人才培养工程第三层次、中科院材料所“春蕾”人才。

  声明:本网部分文章和图片来源于网络,发布的文章仅用于材料专业知识和市场资讯的交流与分享,不用于任何商业目的。任何个人或组织若对文章版权或其内容的真实性、准确性存有疑义,请第一时间联系我们,我们将及时进行处理。

本帖被以下淘专辑推荐:

回复

使用道具 举报

小黑屋|手机版|Archiver|版权声明|一起进步网 ( 京ICP备14007691号-1

GMT+8, 2024-3-28 22:18 , Processed in 0.128211 second(s), 42 queries .

Powered by Discuz! X3.2

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表