环氧树脂由于具有优异的力学性能、化学稳定性、电绝缘性和粘附性等特点被广泛用做防腐涂料、胶黏剂和复合材料等,在体育用品、风力发电、航天航空、汽车制造等领域发挥重要的作用。对于胺固化的环氧树脂废料,由于C-N键键能较大,在温和条件下很难将其选择性断裂。本室根据前期提出的物理法回收热固性树脂及复合材料的方法(Materials Horizons,DOI: 10.1039/c9mh00541b),利用微波促溶胀生成的纳米孔结构来改善化学回收过程中的传质过程,从而提高降解效率。
树脂废料经微波辅助溶胀致孔后,在HNO3作用下使树脂部分交联点C-N键选择性断裂,并保留树脂的骨架结构,同时发生硝化反应,在60 oC下反应3 h,可以使树脂降解效率达到99.6%,产物为线性分子,固体残留量98.1%。同时反应液HNO3可循环使用。树脂能够在低温下高效降解主要取决于树脂的孔结构,三维网络中缠绕的分子链移动形成的纳孔结构使更多的C-N键暴露。降解产物不溶于反应体系,因此很容易通过简单的过滤方式分离。本工作提供了一种降解新思路,提升了热固性树脂的回收水平,为工业化应用提供可能。
该工作近期发表在ACS Sustainable Chemistry & Engineering上,论文第一作者为本室博士生田飞。
![含C-N键环氧树脂的高效可控降解 含C-N键环氧树脂的高效可控降解](/__local/3/F3/43/E89898A9AA501D2F47CCC1FA6AE_744D5491_14510.png?e=.png)
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https://dx.doi.org/10.1021/acssuschemeng.9b06013