Et team ledet av professor Wang Huaiyuan fra School of Chemical Engineering ved Tianjin University har med suksess utviklet en ny epoksyharpiks som kombinerer høy-temperaturmotstand, høy styrke og seighet, og resirkulerbarhet gjennom innovativ molekylstrukturdesign, og bryter det langvarige-ytelsen "vippedilemmaet" som har plaget industrien. De relevante forskningsresultatene ble nylig publisert i det internasjonale tidsskriftet *Advanced Materials*. Epoksyharpiks, på grunn av sine utmerkede klebeegenskaper, mekanisk styrke og kjemisk korrosjonsbestandighet, er mye brukt i strategiske felt som ny energi og elektronisk emballasje. Det er et uunnværlig nøkkelmateriale i moderne high-produksjon, ofte referert til som det "usynlige skjelettet" til moderne industri, med en global markedsstørrelse på over 13 milliarder dollar. I mitt land er epoksyharpiks også et viktig basismateriale for produksjon av vindturbinblader. Etter hvert som vindkraftutstyr gradvis går inn i avviklingsperioden, genereres det årlig ca. 5 800 tonn komposittmateriale av epoksyharpiks, som for tiden hovedsakelig er avhengig av deponi eller forbrenning for deponering, og forårsaker ikke bare ressursavfall, men også miljøbelastning. Hovedutfordringen i resirkulering av epoksyharpiks ligger i ytelsen "vippedilemma." Tradisjonelle epoksyharpikser danner etter herding en tre{13}}dimensjonal nettverksstruktur, som ligner et "uknuselig fiskenett". Å oppnå en balanse mellom høy styrke, høy varmebestandighet, seighet og bearbeidbarhet er alltid utfordrende -herding krever at man ofrer varmebestandighet, mens forbedring av varmebestandighet fører til sprøhet. Dette begrenser ikke bare bruken i ekstreme miljøer, men blir også en kjerneflaskehals for innenlandsk produksjon og grønngjøring av høy{17}}epoksyharpiks. Professor Wang Huaiyuans team startet fra kilden til molekylær design, og innebygde på en smart måte reversible «syre-baseionpar» i det stive nettverket av tradisjonelle epoksyharpikser. Disse ioneparene spiller en dobbel rolle i materialet: de er både "miniatyrstøtdempere" som absorberer slagenergi og "intelligente katalysatorer" som starter bindingsrekombinasjon ved høye temperaturer. Denne utformingen lar det nye materialet opprettholde ultra-høy styrke (78 MPa) og varmebestandighet (glassovergangstemperatur høyere enn 245 grader Celsius) samtidig som det oppnår en bruddseighet på 8,2 megajoule per kubikkmeter. Sammenlignet med kommersielt tilgjengelige high-epoksyharpiksmaterialer er det nye materialets varmebestandighet forbedret med omtrent 15 %, mens bruddseigheten økes med nesten tre ganger. Samtidig som det beholder disse utmerkede egenskapene, har det nye materialet også selvhelbredende{30}}evner og resirkulerbarhet som mangler i tradisjonelle epoksyharpikser. «For første gang har vi oppnådd programmerbar form og kjemisk nedbrytning i en så høy-herdeplastisk epoksyharpiks,» sa Wang Huaiyuan. "Eksperimenter viser at dette materialet kan reprosesseres og fysisk resirkuleres flere ganger, med ytelsesforringelse som ikke overstiger 10 %." Dette bryter begrensningene for tradisjonelle epoksyharpikser som er "permanent fikset etter en-gangs herding." Basert på de unike egenskapene har teamet klart å utarbeidet et superhydrofobt komposittbelegg med høy varmeledningsevne-med en vannkontaktvinkel nær 150 grader-gjennom en enkel varm-pressingsprosess. Tilsetningen av bornitrid-fyllstoff forbedrer den termiske ledningsevnen betraktelig, og tar tak i varmespredningsutfordringene til 5G-basestasjoner og høyytelsesbrikker, og gir støtte for oppgraderingen av høy-materialindustri under "dobbeltkarbon"-målet. I fremtiden, i vindkraftsektoren, forventes resirkulerbarheten å løse problemet med avhending av pensjonerte blader; i sektoren for nye energikjøretøyer kan dens høye styrke, seighet og høye-temperaturmotstandsfordeler bidra til å oppgradere utstyret til å være lett, samtidig som det gir brede muligheter for innenlandsk erstatning av-av høykvalitets epoksyharpikser.
