中南民大张道洪教授、姜宇副教授团队《Chem. Soc. Rev.》综述：生物基超支化环氧树脂的研究进展

2023-12-25 来源：高分子科技

近日，中南民族大学超支化聚合物团队张道洪教授和姜宇副教授受邀撰写的论文“Bio-based hyperbranched epoxy resins: synthesis and recycling”在国际顶级期刊《Chem. Soc. Rev.》（IF=46.2）上在线发表，该论文从生物基单体设计、聚合方法、材料性能、降解与回收等方面系统总结了生物基超支化环氧树脂的制备方法及循环利用策略，并提出了该方向的未来发展前景和挑战。姜宇副教授为论文的第一作者，化学与材料科学学院研究生李江为共同第一作者，张道洪教授为通讯作者，中南民族大学为唯一通讯单位。

环氧树脂（EPs）已广泛应用于涂料、胶粘剂、半导体封装材料、高性能复合材料等领域。然而，目前几乎所有的商品化环氧树脂都来源于石油基单体，其中双酚A型环氧树脂约占90%。随着能源危机的日益严重以及人们对双酚A生物毒性的深入认识，开发具有环境友好和可再生特点的生物基环氧树脂以替代传统的石油基树脂，成为当前的热点研究领域。此外，传统环氧树脂存在抗疲劳性能差、抗冲击强度低、韧性与强度难以同时提高等局限性，严重阻碍了其可持续发展和应用。超支化环氧树脂（HERs）具有良好的相容性、低粘度、流体力学体积小和分子链缠结密度低等优点，可有效同时均相增强增韧环氧树脂。生物基超支化环氧树脂受到了研究人员的特别青睐，它的出现不仅有利于提升环氧树脂的热性能、力学性能等，还有助于实现其绿色制备和循环回收，有助于实现“碳达峰、碳中和”目标。该文对生物基超支化环氧树脂的研究进展进行了系统总结和分析（图1），重点介绍了生物基单体的设计与合成、超支化环氧树脂的制备与性能、环氧树脂的降解与回收策略等。最后对生物基超支化环氧树脂在合成与应用领域存在的挑战进行了展望，为环氧树脂在高新技术领域的应用及可持续发展提供了指导。

图1. 生物基超支化环氧树脂的研究进展

张道洪教授领衔的超支化聚合物团队是校学术团队，入选了湖北省自然科学创新群体/湖北省科技创新团队和国家民委创新团队，依托于中南民族大学化学与材料科学学院、催化转化与能源材料化学教育部重点实验室和超支化聚合物合成与应用技术湖北省工程研究中心，长期从事超支化聚合物的设计制备及应用研究。团队主持“超支化聚合物”领域的国家自然科学基金区域创新发展联合基金重点项目、面上项目、省重大重点和企业委托项目40余项，获授权国际、国家发明专利70余件。部分成果获中国石油和化学工业联合会科学技术发明奖一等奖2项、湖北省科学技术发明奖一等奖1项。近年来在超支化聚合物的构筑与结构调控（Angew Chem, 2023, 62, e202310832; 2022, 61, e202211713; 2021, 60, 331; Chem Eng J: 2020, 387,124071）、环氧树脂的高效增强与增韧（Adv Mater 2023, 2308434; Prog Mater Sci 2022, 130, 100977; Macromolecules, 2022, 55, 595; Chem Eng J: 2023, 465, 142998; 2023, 471, 144329）、以及环氧树脂高效降解与回收(Nat Sustain, 2020, 3, 29; Macromolecules, 2023, 56, 5290; ACS Macro Lett, 2021, 10, 1113)等方面取得了系列成果，促进了相关领域快速健康发展。

据悉，《Chem. Soc. Rev.》是国际化学科学领域的著名综述性顶级学术期刊，主要邀请领域内的著名学者撰写综述，对学科前沿的现状和未来进行评述，在化学领域具有重要影响，2023年影响因子为46.2。

文章信息：Yu Jiang#, Jiang Li#, Dan Li, Yunke Ma, Shucun Zhou, Yu Wang and Daohong Zhang*. Bio-based hyperbranched epoxy resins: synthesis and recycling. Chem. Soc. Rev. 2024

https://doi.org/10.1039/D3CS00713H

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（责任编辑：xu）

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