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近日，我司首席科學(xué)家張道洪教授領(lǐng)銜的超支化聚合物團(tuán)隊聯(lián)合張俊珩副教授、張宏俊教授在構(gòu)筑高強(qiáng)高韌可降解環(huán)氧樹脂方面取得新的研究進(jìn)展，研究成果在國際TOP期刊《Nature Communications》上發(fā)表了題為“Closed-Loop Recycling of Tough Epoxy Supramolecular Thermosets Constructed by Hyperbranched Topological Structure”的高水平研究性論文。該研究成果揭示了超分子環(huán)氧樹脂的氫鍵解離重組過程及運(yùn)動機(jī)制，實現(xiàn)了環(huán)氧樹脂的閉環(huán)化學(xué)回收。這一創(chuàng)新性工作為構(gòu)筑具有高強(qiáng)高韌、可降解、可回收的高性能環(huán)氧樹脂提供了新的思路，為推動高分子材料循環(huán)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的耐腐蝕性能、機(jī)械性能和工藝性能等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航空航天、風(fēng)電等領(lǐng)域，但環(huán)氧樹脂依然面臨強(qiáng)度和韌性的矛盾、固化產(chǎn)物難以降解和循環(huán)利用等難題。為此，超支化團(tuán)隊將超支化拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)引入環(huán)氧樹脂中，先后在超支化環(huán)氧樹脂的構(gòu)筑與結(jié)構(gòu)調(diào)控、環(huán)氧樹脂的高效增強(qiáng)與增韌、以及環(huán)氧樹脂高效降解與回收等方面取得了系列成果，系統(tǒng)總結(jié)了生物基超支化環(huán)氧樹脂的制備方法及循環(huán)利用策略。該工作提出基于超支化分子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)構(gòu)筑了含有氫鍵交聯(lián)、動態(tài)酯交換和動態(tài)亞胺交換超分子網(wǎng)絡(luò)的可閉環(huán)回收環(huán)氧樹脂(圖1)，賦予了環(huán)氧樹脂高強(qiáng)度、高模量、高韌性，力學(xué)性能全面超越了商業(yè)化的雙酚A型環(huán)氧樹脂。

(圖1)超分子環(huán)氧樹脂的內(nèi)部分子間相互作用(a)和超分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的分子動力學(xué)模擬(b- c)。

※《Nature Communications》是致力于發(fā)表生物、健康、物理、化學(xué)和地球科學(xué)所有領(lǐng)域的高質(zhì)量研究。該期刊發(fā)表的論文旨在代表對每個領(lǐng)域的專家具有重要意義的重要進(jìn)展。

 我司首席科學(xué)家張道洪教授領(lǐng)銜的超支化聚合物團(tuán)隊，入選了國家民委創(chuàng)新團(tuán)隊、湖北省自然科學(xué)創(chuàng)新群體和湖北省科技創(chuàng)新團(tuán)隊，聚焦超支化聚合物“基礎(chǔ)研究-關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)-中試與產(chǎn)業(yè)化工藝-示范級生產(chǎn)線”創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)鏈開展系統(tǒng)研發(fā)，依托于中南民族大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院、催化轉(zhuǎn)化與能源材料化學(xué)教育部重點(diǎn)實驗室和超支化聚合物合成與應(yīng)用技術(shù)湖北省工程研究中心。團(tuán)隊主持國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)/面上/青年項目15項、省重大重點(diǎn)和企業(yè)委托項目30余項，獲授權(quán)國際、國家發(fā)明專利70余件。部分成果獲中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會科學(xué)技術(shù)發(fā)明獎一等獎2項、湖北省科學(xué)技術(shù)發(fā)明獎一等獎1項。實現(xiàn)超支化聚合物系列產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化，建成了年產(chǎn)萬噸級的超支化聚合物生產(chǎn)示范線，為國內(nèi)200余所高校和科研院所提供超支化聚合物研究類產(chǎn)品，為400余家國內(nèi)外工程塑料加工企業(yè)供應(yīng)高性能的超支化聚合物系列產(chǎn)品，促進(jìn)了國內(nèi)高分子材料的可持續(xù)健康發(fā)展。