Ett team under ledning av professor Wang Huaiyuan från School of Chemical Engineering vid Tianjin University har framgångsrikt utvecklat ett nytt epoxiharts som kombinerar hög-temperaturbeständighet, hög hållfasthet och seghet och återvinningsbarhet genom innovativ molekylstrukturdesign, vilket bryter den långa-prestanda "gungbräda dilemmat" som har plågat industrin. De relevanta forskningsresultaten publicerades nyligen i den internationella tidskriften *Advanced Materials*. Epoxiharts, på grund av dess utmärkta vidhäftningsegenskaper, mekaniska styrka och kemiska korrosionsbeständighet, används ofta inom strategiska områden som ny energi och elektronisk förpackning. Det är ett oumbärligt nyckelmaterial i modern high-tillverkning, ofta kallad den moderna industrins "osynliga skelettet", med en global marknadsstorlek som överstiger 13 miljarder USD. I mitt land är epoxiharts också ett viktigt basmaterial för tillverkning av vindkraftverksblad. Men när vindkraftsutrustning gradvis går in i sin avvecklingsperiod genereras cirka 5 800 ton kompositmaterial av epoxiharts årligen, för närvarande huvudsakligen beroende av deponi eller förbränning för bortskaffande, vilket orsakar inte bara resursavfall utan också miljöpåverkan. Den största utmaningen i återvinningen av epoxiharts ligger i prestanda "gungbräda dilemma." Traditionella epoxihartser bildar efter härdning en tredimensionell nätverksstruktur som liknar ett "okrossbart fiskenät". Att uppnå en balans mellan hög hållfasthet, hög värmebeständighet, seghet och bearbetningsförmåga är alltid en utmaning-härdning kräver att man offra värmebeständighet, medan förbättrad värmebeständighet leder till sprödhet. Detta begränsar inte bara dess användning i extrema miljöer utan blir också en central flaskhals för inhemsk produktion och grönare av-avancerat epoxiharts. Professor Wang Huaiyuans team utgick från källan till molekylär design och bäddade skickligt in reversibla "syra-basjonpar" i det stela nätverket av traditionella epoxihartser. Dessa jonpar spelar en dubbel roll i materialet: de är både "miniatyrstötdämpare" som absorberar stötenergi och "intelligenta katalysatorer" som initierar bindningsrekombination vid höga temperaturer. Denna design gör att det nya materialet kan bibehålla ultra-hög hållfasthet (78 MPa) och värmebeständighet (glasövergångstemperatur högre än 245 grader Celsius) samtidigt som det uppnår en brottseghet på 8,2 megajoule per kubikmeter. Jämfört med kommersiellt tillgängliga high-epoxihartsmaterial förbättras det nya materialets värmebeständighet med cirka 15 %, medan dess brottseghet ökas med nästan tre gånger. Samtidigt som det bibehåller dessa utmärkta egenskaper har det nya materialet också självläkande-förmåga och återvinningsbarhet som saknas i traditionella epoxihartser. "För första gången har vi uppnått programmerbar form och kemisk nedbrytning i en så högpresterande härdplast epoxiharts", säger Wang Huaiyuan. "Experiment visar att detta material kan upparbetas och fysiskt återvinnas flera gånger, med prestandaförsämring som inte överstiger 10 %." Detta bryter mot begränsningen för traditionella epoxihartser som är "permanent fixerade efter en-gångshärdning." Baserat på dess unika egenskaper har teamet framgångsrikt förberett en superhydrofob kompositbeläggning med hög värmeledningsförmåga-med en vattenkontaktvinkel nära 150 grader-genom en enkel varmpressningsprocess-. Tillsatsen av bornitrid-fyllmedel förbättrar värmeledningsförmågan avsevärt, tar itu med utmaningarna med värmeavledning från 5G-basstationer och högpresterande chip, och ger stöd för uppgraderingen av hög-materialindustri under målet "dubbelt kol". I framtiden, inom vindkraftssektorn, förväntas dess återvinningsbarhet lösa problemet med att kassera uttjänta blad; i sektorn för nya energifordon kan dess fördelar med hög hållfasthet, seghet och hög-temperaturbeständighet hjälpa till att uppgradera utrustningen så att den är lätt, samtidigt som den ger breda möjligheter för hushållsersättning av hög-epoxiharts.
