中國粉體網(wǎng)訊  纖維增強熱固性樹脂復(fù)合材料，特別是碳纖維增強環(huán)氧樹脂復(fù)合材料及玻璃纖維增強不飽和聚酯樹脂復(fù)合材料，廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、船舶、電路板、風(fēng)電等領(lǐng)域。熱固性樹脂基復(fù)合材料的回收方式主要包括機械回收、熱回收和化學(xué)回收，其中化學(xué)回收是最具開發(fā)前景的回收手段。目前，化學(xué)回收主要是利用高溫或強氧化劑非選擇性地破壞樹脂基體的化學(xué)結(jié)構(gòu)，得到小分子降解產(chǎn)物和增強纖維，其降解產(chǎn)物成分復(fù)雜，難以循環(huán)利用，而且對纖維損傷嚴重。

　　中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所研究員侯相林帶領(lǐng)的研究團隊，提出選擇性斷鍵降解回收熱固性樹脂的新思路，并利用配位不飽和或弱配位的金屬離子選擇性地斷裂樹脂化學(xué)鍵，實現(xiàn)了熱固性樹脂基復(fù)合材料的高效降解和全成分回收。利用水相體系配位不飽和的鋅離子選擇性地斷裂環(huán)氧樹脂的碳氮鍵，實現(xiàn)了碳纖維增強環(huán)氧樹脂的高效降解及循環(huán)利用（Green Chem., 2015,17, 2141-2145）；利用弱配位的鋁離子選擇性斷裂酯鍵，實現(xiàn)了玻璃纖維增強不飽和基質(zhì)樹脂（俗稱玻璃鋼）的降解回收（Green Chem., 2015, DOI: 10.1039/C5GC01048A）。相關(guān)工作同時申報三項國家發(fā)明專利，其中一項已獲得授權(quán)（ZL 201310163799.1，201410562107.5，201510056492.0）。

　　熱固性樹脂由于其不溶不熔的三維立體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其回收利用十分困難。經(jīng)濟綠色地打開熱固性樹脂中穩(wěn)固的C-N鍵以及C-O鍵是目前催化及環(huán)境領(lǐng)域的研究熱點。選擇性斷鍵的挑戰(zhàn)在于選擇性地活化反應(yīng)活性位，配位不飽和或者弱配位金屬離子具有強烈絡(luò)合傾向，容易與樹脂中雜原子發(fā)生相互作用，弱化碳雜原子鍵，進而催化其選擇性斷裂。該項研究對回收纖維的損傷小，選擇性的斷裂化學(xué)鍵使得基體降解產(chǎn)物組成單一，有利于再次利用；同時，該研究通過調(diào)控金屬離子配位狀態(tài)選擇性活化并斷裂C-N鍵或C-O鍵，具有重要的科學(xué)價值。

圖1. 選擇性斷裂碳氮鍵降解回收碳纖/環(huán)氧復(fù)合材料


圖2. 選擇性斷裂酯鍵降解回收玻纖/不飽和聚酯復(fù)合材料