O echipă condusă de profesorul Wang Huaiyuan de la Școala de Inginerie Chimică de la Universitatea Tianjin a dezvoltat cu succes o nouă rășină epoxidice care combină rezistența la temperatură ridicată, rezistența și tenacitatea ridicate și reciclabilitatea printr-un design inovator al structurii moleculare, eliminând „dilema balansoarului” de performanță de lungă-care a afectat industria. Rezultatele cercetării relevante au fost publicate recent în jurnalul internațional *Advanced Materials*. Rășina epoxidică, datorită proprietăților sale adezive excelente, rezistenței mecanice și rezistenței la coroziune chimică, este utilizată pe scară largă în domenii strategice, cum ar fi energia nouă și ambalajele electronice. Este un material cheie indispensabil în producția modernă de ultimă generație, denumit adesea „scheletul invizibil” al industriei moderne, cu o dimensiune a pieței globale care depășește 13 miliarde USD. În țara mea, rășina epoxidică este, de asemenea, un material de bază important pentru fabricarea palelor turbinelor eoliene. Cu toate acestea, pe măsură ce echipamentele eoliene intră treptat în perioada de dezafectare, anual sunt generate aproximativ 5.800 de tone de deșeuri de materiale compozite cu rășini epoxidice, în prezent bazându-se în principal pe depozitul de deșeuri sau incinerare pentru eliminare, provocând nu numai deșeuri de resurse, ci și presiune asupra mediului. Principala provocare în reciclarea rășinii epoxidice constă în performanța „dilema balansoarului”. Rășinile epoxidice tradiționale, după întărire, formează o structură de rețea tri-dimensională, asemănătoare cu o „plasă de pescuit care nu poate fi spartă”. Atingerea unui echilibru între rezistență ridicată, rezistență ridicată la căldură, tenacitate și procesabilitate este întotdeauna o provocare-Întărirea necesită sacrificarea rezistenței la căldură, în timp ce îmbunătățirea rezistenței la căldură duce la fragilitate. Acest lucru nu numai că limitează aplicarea sa în medii extreme, dar devine și un blocaj central pentru producția internă și ecologizarea rășinilor epoxidice-de ultimă generație. Echipa profesorului Wang Huaiyuan a pornit de la sursa de design molecular, înglobând inteligent „perechi de ioni acizi-bazici” reversibile în rețeaua rigidă de rășini epoxidice tradiționale. Aceste perechi de ioni joacă un rol dublu în material: sunt ambele „amortizoare în miniatură” care absorb energia de impact și „catalizatori inteligenți” care inițiază recombinarea legăturilor la temperaturi ridicate. Acest design permite noului material să mențină rezistența ultra-(78 MPa) și rezistența la căldură (temperatura de tranziție sticloasă mai mare de 245 grade Celsius), obținând în același timp o rezistență la rupere de 8,2 megajouli pe metru cub. În comparație cu materialele de rășină epoxidice de ultimă generație-disponibile comercial, rezistența la căldură a noului material este îmbunătățită cu aproximativ 15%, în timp ce duritatea la rupere este crescută de aproape trei ori. În timp ce păstrează aceste proprietăți excelente, noul material are, de asemenea, capacități de auto--vindecare și de reciclare, lipsite de rășinile epoxidice tradiționale. „Pentru prima dată, am obținut o formă programabilă și o degradare chimică într-o rășină epoxidice termorezistabilă atât de-de înaltă performanță”, a spus Wang Huaiyuan. „Experimentele arată că acest material poate fi reprocesat și reciclat fizic de mai multe ori, cu o degradare a performanței care nu depășește 10%. Acest lucru încalcă limitarea rășinilor epoxidice tradiționale care sunt „fixate definitiv după o-întărire o dată”. Pe baza proprietăților sale unice, echipa a pregătit cu succes o acoperire compozită superhidrofobă, cu conductivitate termică ridicată,-cu un unghi de contact cu apa aproape de 150 de grade-printr-un proces simplu-de presare la cald. Adăugarea de umplutură cu nitrură de bor îmbunătățește semnificativ conductivitatea termică, abordând provocările de disipare a căldurii ale stațiilor de bază 5G și cipurilor-de înaltă performanță și oferind suport pentru modernizarea industriilor de materiale-de înaltă calitate în cadrul obiectivului „dual carbon”. În viitor, în sectorul energiei eoliene, reciclabilitatea acestuia este de așteptat să rezolve problema eliminării palelor retrase; în sectorul vehiculelor cu energie nouă, avantajele sale de înaltă rezistență, tenacitate și rezistență la temperatură înaltă-poate ajuta la modernizarea echipamentelor pentru a fi ușoare, oferind în același timp perspective largi pentru înlocuirea internă a rășinilor epoxidice-de ultimă generație.
