昨日,记者从天津大学获悉,天津大学化工学院汪怀远教授团队于近日成功研发出兼具耐高温、高强韧与可回收特性的新型环氧树脂,该成果以论文形式发表在国际顶尖期刊《先进材料》上,论文的第一作者为化工学院博士生焦学伟,通讯作者为化工学院教授汪怀远。这项研究以分子设计创新,破解了困扰行业数十年的“跷跷板困境”,为高端材料绿色化提供了解决方案。
环氧树脂凭借优异的粘接力、机械强度和耐化学性,成为航空航天、新能源、电子封装等战略领域的核心材料,全球市场规模超130亿美元。在我国,它更是风电叶片制造的关键基材,然而每年退役风电叶片产生的约5800吨环氧树脂复合材料废弃物,却只能依赖填埋或焚烧处理,既浪费资源又污染环境。这一难题,在科学家看来就像一个“跷跷板困境”。
汪怀远教授团队研究的突破性在于,从分子设计源头突破,在传统环氧树脂的刚性网络中巧妙地植入了可逆的“酸碱离子对”。这些离子对在材料中扮演着双重角色,既是吸收冲击能量的“微型减震器”,又是能在高温下启动键位重组的“智能催化剂”。新材料还具备了传统环氧树脂所缺乏的自修复能力和可回收性。“我们首次在如此高性能的热固性环氧树脂中实现了形状可编程及化学降解。”汪怀远教授表示,“实验表明,这种材料可以多次再加工和物理回收,而性能下降不超过10%。”这打破了传统环氧树脂“一次固化即永久定型”的局限。
新型环氧树脂在风电领域,可回收特性有望破解退役叶片处理难题;在航空航天、新能源汽车领域,其高强韧、耐高温优势可助力装备轻量化升级,同时为高端环氧树脂国产化替代提供广阔空间。
记者 单炜炜 通讯员 王鹤立

