近年，寧波材料所生物基高分子材料團隊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，馬松琪團隊設(shè)計合成了含苯聯(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)強度等性能與傳統(tǒng)雙酚A環(huán)氧樹脂相當(dāng)甚至更高。
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，粘度最低達到0.7Pa·s，遠低于雙酚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，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，產(chǎn)品可以通過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)異的拉伸強度（635.9±24.1MPa）、楊氏模量（25.5±0.7GPa）和斷裂伸長率（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樹脂殘留。且由于回收條件溫和，避免了對碳纖維表面形貌、化學(xué)成分和機械性能的損傷，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)計工作，有利于推動該類樹脂的應(yīng)用。
魯ICP備2021047099號