中心老师在《Industrial Crops & Products》发表论文
发布时间:2025-02-15   浏览次数:

1月29日,中心教师徐亚洲博士为第一作者,陈尚钘教授为通讯作者在《Industrial Crops & Products》(中科院一区TOP期刊,IF2023=5.6)发表了题为“High Tg catalyst-free self-healing vitrimer derived from turpentine and its application in glass fiber reinforced composites”的研究论文。该研究得到了江西省重大科技研发专项项目(20203ABC28W016)、江西省林业厅樟树重点研究项目(2020CXZX07)和江西省自然科学基金项目(20242BAB20299)的资助和支持。

玻璃纤维增强复合材料具有低密度、高模量和耐用性等优点,广泛应用于汽车工业、风力发电和体育设备等领域。然而,传统的玻璃纤维增强复合材料的基体通常是“难溶难熔”的热固性树脂,其具有高度永久交联的高分子网络,这使得复合材料难以再加工和回收,导致大量资源浪费和环境污染。此外,传统的热固性树脂通常由石化产品制备,其对人体具有潜在的毒性。因此,以非石化资源为原料制备绿色环保、可降解的玻璃纤维增强复合材料基体,开发绿色可回收的玻璃纤维增强复合材料迫在眉睫。



松节油是全球产量最大的天然萜类植物精油,其不仅有多个高活性反应位点和刚性萜环骨架结构,还具有可再生、生物相容性好、绿色环保等优点。该论文以松节油衍生的孟烷二胺为原料制备了具有叔胺结构的环氧化孟烷二胺,将其与松节油衍生萜马二酸固化,制备了一种可降解、高Tg无催化自修复的vitrimer基体。由于引入了松节油的刚性萜环骨架,环氧化孟烷二胺-萜马二酸vitrimer的Tg高达201.8 ℃。在vitrimer中叔胺基团的作用下,该材料可在不添加催化剂的情况下通过动态酯交换反应实现自修复和回收。更重要的是,以环氧化孟烷二胺-萜马二酸vitrimer为基体制备的玻璃纤维增强复合材料也显示出高Tg(223.6℃)和优异的机械性能。此外,在氢氧化钾和乙醇胺的协同作用下,复合材料基体可通过酰胺化和碱水解反应快速降解,实现玻璃纤维的无损回收。本研究可为高性能、可降解的生物基玻璃纤维增强复合材料的可持续发展提供理论基础。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2025.120596

                 

                       (撰稿:徐亚洲;审核:陈尚钘)