国产精品igao视频网网址不卡日韩,亚洲综合在线电影,亚洲婷婷丁香,黄色在线网站噜噜噜

  苯并噁嗪樹脂因其高熱穩定性和機械性能而廣泛用于航空航天和電子工業。然而，它們對石油基前體和永久交聯網絡的依賴阻礙了可回收性，從而帶來了環境挑戰。盡管引入可降解鍵的現有方法可以提高可回收性，但它們通常會損害熱性能。因此，開發一種兼具高耐熱與良好降解性的生物基苯并噁嗪是非常重要的。

  近日，中北大學王智教授課題組針對熱固性樹脂苯并噁嗪不可降解與化石能源消耗的問題，合成了一種新型的可降解生物基苯并噁嗪，該樹脂不僅可以降解，還具有良好的耐熱性和阻燃性，在《Polymer Chemistry》期刊發表名為：“Preparation and properties of bio-based degradable polybenzoxazines containing dihydrazone-based dynamic bonds” 的文章。該文章以生物基為原料，成功合成了含剛性共軛的動態二腙鍵的生物基苯并噁嗪（HDF）。該文章研究了動態二腙鍵對熱性能和阻燃性以及降解性的影響，并成功無損的回收該樹脂復合材料中的高價值碳纖維。

方案1. (a) HDF和(b) BA-F單體的合成

  選擇生物香蘭素和水合肼合成含二氫酮的雙酚單體，然后與生物基糠胺與多聚甲醛反應，成功合成了含剛性共軛基團二腙鍵的苯并噁嗪，合成方案1a。為了探究二腙鍵對性能的影響，合成了BA-F作為對比。

  為了對比耐熱性，采用熱重分析儀對PHDF和PBA-F在N2氣氛中的熱穩定性進行了測定和分析，結果如圖1a。結果表明，PHDF在失重5% （Td5%）和失重10% （Td10%）時的溫度均低于PBA-F。這是由于動態共價二腙鍵的鍵能相對較弱，隨著溫度的升高而分解。然而，與PBA-F （Td30% = 471℃）相比，PHDF表現出更高的30%失重溫度（Td30% = 518℃）。高溫穩定性的增強是由于芳香族席夫堿結構的自交聯，形成熱穩定的含氮六元環。這些環在熱解過程中進一步轉化為致密的碳層，作為熱屏障來抑制降解。因此，800℃時PHDF的殘碳率為59.5%，高于800℃時PBA-F的51.5%。這些結果表明，在交聯結構中引入剛性共軛二腙基團增強了樹脂的熱穩定性。

圖1. (a)氮大氣中PHDF和PBA-F的熱重分析和圖；(b)兩種樹脂的MCC測試曲線

表1. PHDF和PBA-F的MCC測試結果

  他們使用微尺度燃燒量熱法（MCC）評估了PHDF和PBA-F的阻燃性能（圖2b，表1）。PHDF （31.5 W/g）的峰值放熱率（PHRR）比PBA-F （101.1 W/g）低3.2倍，而其總放熱量（THR, 2.2 kJ/g）和放熱量（HRC, 100.1 J·g?1·K?）也比PBA-F （THR = 7.7 kJ/g, HRC≈320 J·g?1）顯著降低。這種差異主要源于PHDF在高溫條件下的阻燃機制。動態二腙鍵受熱分解，觸發芳香席夫堿段自交聯形成含氮六元環。這些結構在熱解過程中進一步轉化為致密的碳層，有效地阻擋了熱量傳遞，抑制了火焰的蔓延。另外，據文獻報道，含呋喃環的苯并噁嗪樹脂的極限氧指數高于26%，在阻燃方面具有一定的優勢。

圖2. (a) PHDF/CF在0.1 M HCL水/Ace （2/8, v/v）中降解示意圖；(b) cf增強復合材料失重圖；(c)原碳纖維（a-a′）和再生碳纖維（b-b′）的SEM圖像；(d)(e)原碳纖維和回收碳纖維的拉曼光譜；(f)原碳纖維和再生碳纖維的單絲拉伸強度和斷裂伸長率

  為了評估降解過程對碳纖維（CFs）的影響，綜合分析比較了原始纖維和回收纖維的表面形態、化學結構和機械性能。掃描電子顯微鏡（SEM）圖像（圖7c）顯示，回收的碳纖維表面保持光滑，沒有裂縫或點蝕，直徑與未處理的纖維幾乎相同。拉曼光譜（圖7d-e）顯示了材料之間相似的D/G峰值強度比——原始纖維為1.52，而回收纖維為1.44——表明降解過程中結構損傷最小。單絲拉伸測試進一步證實了其機械完整性，回收碳纖維的強度達到2.64 GPa（原始纖維2.75 GPa的96%）（圖7f）。這些綜合結果表明，HCl/丙酮-水降解系統有效地分離了樹脂基質，同時保持了CF的形態、化學穩定性和關鍵的機械性能，實現了高價值纖維的回收，實現了復合材料的可持續循環利用。

  上述研究得到了國家自然科學基金（項目編號：U1810118、51773185）資助；山西省留學基金委課題（項目No.2022-135）、山西省留學歸國人員科學活動基金項目（項目No.20220011）、山西省科技成果轉化指導專項項目（項目No. 202204021301050）資助項目。山西省研究生實踐創新項目（項目編號：2024SJ59）。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1039/D5PY00363F