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化学学院王玉忠院士团队发表综述 总结环氧树脂及其复合材料回收研究新进展

2023-02-06   四川大学   阅读量:277

    近日,我校化学学院王玉忠院士团队受国际材料领域顶级期刊Materials Today邀请,围绕环氧树脂及其复合材料的回收领域研究进展,撰写并发表了“Recovery of epoxy thermosets and their composites”综述论文,总结了环氧树脂及其复合材料的回收研究现状,并基于团队在该领域的研究成果提出了回收策略与方法术语使用建议,对基于源头的回收策略(SRS(Source-based recovery strategy),rational design of recyclable thermosets)和基于末端的回收策略(ERS(End-based recovery strategy),recovery approaches of existing thermosets) 的环氧树脂的两种回收策略进行了综述,从物理回收和化学回收两方面深入探讨了基于ERS的回收方法。

    该论文强调了化学回收过程中重要但容易被忽视的问题,包括加强降解过程的传质和传热、重视分离过程的溶剂效应、在回收设计中应充分利用废弃物各组分和兼顾升级回收的经济与环保性。论文指出,SRS策略可实现环氧树脂的“闭环”回收,但如何在保持可逆动态特性的同时改善综合性能是未来研究的关键。ERS策略主要为“开环”回收,是实现环氧树脂升级回收的重要研究方向。作者提出以应用为导向的化学回收思路,回收过程应同时兼顾选择性降解和高效重构;开发选择性催化剂和功能溶剂,建立新的重构方法实现降解产物的充分利用以及多组分环氧树脂材料的全回收是未来研究的重点与关键。

    据悉,环氧树脂具有优异的力学性能、电绝缘性能、粘接性能及化学稳定性,被广泛应用于复合材料、电子封装材料、涂料和粘合剂等领域。全球对风能等清洁能源日益增长的需求推动了环氧树脂的生产和应用,用于风力涡轮机叶片的环氧树脂复合材料产量快速增长。然而,随着新产品的升级换代和使用寿命的结束,大量环氧树脂及其复合材料即将退役。如何从环境保护和资源利用角度出发,实现环氧树脂及其复合材料的绿色高效高值化回收利用,是目前面临的一大挑战。

    该论文发表于Materials Today(DOI: 10.1016/j.mattod.2022.12.005),四川大学为第一单位,化学学院王玉忠院士和徐世美教授为该论文通讯作者,2020级博士研究生赵旭为第一作者。文章合著者包括四川大学陈力教授,刘雪辉助理研究员和博士研究生龙雨薇。该工作得到国家自然科学基金(No. 51721091)、111计划(B20001)、中央高校基础研究经费(2020SCUNL205)和高分子材料工程国家重点实验室(sklpme2020-1-02)的支持。