近期,我室在《Advanced Materials》上发表题为“Upcycling Waste Thermosetting Polyimide Resins into High-Performance and Sustainable Low-temperature-resistance Adhesives”的研究论文(Adv. Mater. 2024, 36, 2310779.)。四川大学为论文唯一署名单位,我室2021级博士研究生陈好迪为论文第一作者,王玉忠教授和刘雪辉副研究员为通讯作者。
【研究背景】
废弃高分子材料的循环回收已成为全球关注的热点,但目前的研究主要集中于热塑性高分子材料,对于具有稳定交联结构的热固性高分子材料的研究相对较少,并且所报道的方法大多不具有经济价值。目前更多的是将废弃物通过填埋或焚烧的方式进行处理,造成了严重的资源浪费和环境污染。
【主要内容】
我室长期从事高分子材料循环利用工作,在热固性树脂,如不饱和聚酯树脂、环氧树脂等方面取得了较多的成果。最近,团队聚焦目前耐温等级最高的热固性树脂——热固性聚酰亚胺,提出了一种温和、高效的全回收策略,不仅实现了反应试剂、增强材料、基体树脂的全回收,而且实现了树脂降解产物的直接、全部、高值、可持续再利用。本工作以乙醇胺为亲核试剂,通过选择性断裂酰亚胺环中的C-N键,实现废弃苯乙炔型聚酰亚胺树脂及其复合材料的有效回收。降解产物(DPETI)中富含羟基、氨基以及酰胺键,为了DPETI带来了优异的粘附性及循环性。在室温下,粘结强度可达1.84 Mpa,优于商用乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)和无定形聚α-烯烃(APAO)胶;在-196 ˚C的极端条件下,DPETI的粘结强度达2.22 Mpa,且可稳定使用超过10个循环,优于目前报道的绝大多数耐低温粘合剂。
图1. 断裂聚酰亚胺C-N键制备耐低温粘合剂
图2. 降解产物DPETI在室温及低温下的粘结性能
该研究工作不仅为新材料的设计制备提供了新途径,而且也为高分子材料的可持续发展的提供了新思路。该工作由四川省自然科学基金(2023NSFSC0987)等项目经费支持,已公开发明专利CN202310386821.2。
原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202310779