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中北大學(xué)王智教授團(tuán)隊(duì) ACS SCE：通過開環(huán)易位聚合反應(yīng)制備可降解聚苯并噁嗪及性能研究

2023-10-01 來源：高分子科技

近日，中北大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院王智教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并制備了一種可降解的新型聚苯并噁嗪樹脂體系。團(tuán)隊(duì)研究了該體系的固化機(jī)理，并對其碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料進(jìn)行了降解，成功回收了其中的碳纖維。相關(guān)成果以“Preparation and performances of degradable polybenzoxazine by ring-opening metathesis polymerization”為題，被《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》期刊接收（DOI：10.1021/acssuschemeng.3c05126）。中北大學(xué)碩士研究生王維維為第一作者。此研究得到了國家自然科學(xué)基金、山西省高等院校創(chuàng)新人才計(jì)劃、山西省歸國人才科學(xué)活動基金項(xiàng)目等項(xiàng)目的支持。

在這項(xiàng)工作中，作者先合成了一種新型含降冰片烯結(jié)構(gòu)的苯并噁嗪（PH-5n2m）并將其與含可裂解鍵的單體2,3-二氫呋喃（DHF）共聚合成了一系列含有不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)DHF的共聚物（PH-5n2m/DHF-x）。通過熱固化制備出了具有良好熱性能的可降解聚苯并噁嗪。得益于降冰片烯的特殊結(jié)構(gòu)，其中含有的雙鍵結(jié)構(gòu)會在反應(yīng)時和DHF共聚，從而將可裂解鍵引入苯并噁嗪樹脂結(jié)構(gòu)中。由于DHF經(jīng)開環(huán)易位聚合反應(yīng)所得的聚（2,3-二氫呋喃）（PDHF）中含有豐富的主鏈烯醇醚鍵，其可以在酸性條件下降解，因此聚合物網(wǎng)絡(luò)可以在溫和的條件下降解，且在降解碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料時幾乎不會對碳纖維造成損傷。