在“碳達峰”和“碳中和”的大背景下,廢塑料的回收與利用引起了全球的廣泛關注。但是目前的研究主要集中于熱塑性高分子材料,對具有穩定交聯結構的熱固性高分子材料的研究則相對較少。目前絕大多數熱固性塑料廢棄物被焚燒、填埋或直接丟棄在自然環境中,造成了巨大的資源浪費和環境污染。環氧樹脂(EP)是一類典型的熱固性高分子材料,穩定的三維交聯結構使其具有優異的機械性能和化學穩定性,但其不溶、不熔的特性使其回收利用十分困難。與通常表現為“降級回收”的物理回收方法相比,化學回收方法靈活、可設計性強,最具升級回收的潛力,但其依然存在反應條件苛刻、降解產物混雜等問題。混雜的降解產物在再利用前通常需要復雜的后處理工藝如多步的分離和純化,造成了降解產物的再利用率低、回收成本及能耗增加的問題。因此,迫切需要發展一種既能使EP在簡單、溫和條件下高效降解,又能同步對混雜降解產物進行原位分離的回收策略。
近期,四川大學王玉忠院士團隊發展了一種集催化氧化和產物原位分離為一體的回收方法,即利用反應溶劑與催化劑間的相互作用使EP在溫和條件下高效降解,同時利用降解產物所含活性基團與催化劑間的超分子相互作用實現混雜降解產物的原位分離,并將其推廣至了商用的纖維增強環氧樹脂復合材料。相關成果以“An Integrative Chemical Recycling Approach for Catalytic Oxidation of Epoxy Resin and in-situ Separation of Degraded Products”為題發表在《Angewandte Chemie International Edition》上。第一作者為四川大學環保型高分子材料國家地方聯合工程實驗室的碩士研究生劉爐璐,通訊作者為劉雪輝副研究員和王玉忠院士。
圖4 商用纖維增強環氧樹脂復合材料的降解
原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ange.202405912
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