近日，我司科學(xué)家張道洪教授團隊聯(lián)合中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)張宏俊教授、澳大利亞墨爾本大學(xué)苗孟河教授等在構(gòu)筑高強高韌可降解超支化環(huán)氧樹脂及其增強增韌機理方面取得新的研究進(jìn)展，研究成果以“Ultra-Strong and High-Tough Thermoset Epoxy Resins from Hyperbranched Topological Structure and Subnanoscaled Free Volume”為題發(fā)表于國際期刊《Advanced Materials》(Doi: 10.1002/adma.202308434)。本研究成果從亞納米維度揭示超支化環(huán)氧樹脂增強增韌機理，揭示了自由體積尺寸及分布對環(huán)氧樹脂強度和韌性協(xié)同提高機制。
本工作中，研發(fā)團隊利用點擊化學(xué)技術(shù)將酰亞胺結(jié)構(gòu)引入環(huán)氧樹脂中，制備了一系列拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可控的超支化聚酰亞胺環(huán)氧樹脂(Bn)，進(jìn)一步將其引入復(fù)合商業(yè)化通用環(huán)氧樹脂(DGEBA)中。研究發(fā)現(xiàn)，聚酰亞胺結(jié)構(gòu)的引入可顯著提升環(huán)氧樹脂的機械性能和熱性能，其中具有中等支化度和中等含量的Bn/DGEBA共聚物展現(xiàn)出了的力學(xué)性能。
通過正電子湮沒壽命譜學(xué)(PALS)詳細(xì)研究了共聚物亞納米級自由體積尺寸與分布對宏觀機械性能的影響規(guī)律，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著自由體積分?jǐn)?shù)、自由體積孔尺寸和孔平均尺寸分布的降低，共聚物的強度和韌性呈現(xiàn)出了先增加后降低的變化趨勢。在此基礎(chǔ)上，研發(fā)團隊提出了Bn與DGEBA的均相分子互穿增強增韌，認(rèn)為“橢球形結(jié)構(gòu)”的超支化聚合物具有較好的流動性和相容性，可以與線形的DGEBA鏈形成分子互穿，填充原有DGEBA鏈間的孔隙，實現(xiàn)自由體積孔尺寸的降低和致密化，從而協(xié)同提升樹脂的強度和韌性。此外，該環(huán)氧樹脂還展現(xiàn)出了相對溫和的降解條件和較高的單體回收產(chǎn)率。
未來，我司將繼續(xù)深耕超支化聚合物領(lǐng)域，堅守“科學(xué)技術(shù)是生產(chǎn)力”的信念，為中國超支化聚合物新材料的創(chuàng)新、環(huán)境友好節(jié)能高分子材料的可持續(xù)健康發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
※小知識：《Advanced Materials》是工程與計算大學(xué)科、材料與化學(xué)大領(lǐng)域的期刊，在國際材料領(lǐng)域科研界上享譽盛名。該雜志接收與材料領(lǐng)域相關(guān)的科研成果，其接收率只有10%-15%，在此雜志上發(fā)表的文章含金量。
