基于动态共价化学的可降解环氧树脂复合材料

王馨雨, 刘莹莹, 黄玉东, 胡 桢

基于动态共价化学的可降解环氧树脂复合材料

王馨雨, 刘莹莹, 黄玉东, 胡 桢

(哈尔滨工业大学 化工与化学学院, 黑龙江 哈尔滨 150001)

先进环氧树脂基复合材料具有密度低、强度大、耐热和耐冲击等特点，已被广泛应用于航空航天、武器装备等领域。然而，具有三维网状交联结构的环氧树脂因不熔、不溶的特性而难以降解回收，造成环境污染和复合材料中昂贵的高性能纤维的损失。基于此，动态共价化学成为可降解热固性树脂设计与制备的优选方案之一。文章综述了基于Schiff碱键、六氢三嗪键、缩醛结构、D-A加成反应、二硫键等可降解环氧树脂的降解机理、制备方法、性能特征和应用发展，对可降解环氧树脂复合材料的国内外研究现状进行了梳理，并对该新兴热点领域的发展进行了展望。

动态共价化学；动态共价键；环氧树脂复合材料；碳纤维无损回收；可降解热固性树脂

1 前 言

环氧树脂复合材料(epoxy resin composite，ERC)因其优异的性能被广泛应用于航空航天、风力发电、交通运输等诸多高端领域[1-2]。然而，热固性环氧树脂不溶不熔的特点使其难以重复加工和降解[3]。从现有研究来看，大多数废弃环氧树脂复合材料均采用焚化、填埋等方式后处理。在此过程中，占某些复合材料体积分数约70% 的高附加值碳纤维(CFs)[4-5]无法实现回收利用，造成严重的环境污染和资源的浪费。虽然机械研磨法、热处理法[6-7]、流化床法、超/亚临界流体法和溶剂回收法等[8-9]能从一定程度上回收CFs，但苛刻的反应条件使得降解效率低下，且回收得到的CFs的使用性能、化学组成、编制结构均发生明显破坏。……