近日，我院超支化聚合物團隊張道洪教授和姜宇副教授受邀撰寫的論文“Bio-based hyperbranched epoxy resins: synthesis and recycling”在國際頂級期刊《Chem. Soc. Rev.》（IF=46.2）上在線發表，該論文從生物基單體設計、聚合方法、材料性能、降解與回收等方面系統總結了生物基超支化環氧樹脂的制備方法及循環利用策略，并提出了該方向的未來發展前景和挑戰。姜宇副教授為論文的第一作者，化學與材料科學學院研究生李江為共同第一作者，張道洪教授為通訊作者，中南民族大學為唯一通訊單位。
環氧樹脂（EPs）已廣泛應用于涂料、膠粘劑、半導體封裝材料、高性能復合材料等領域。然而，目前幾乎所有的商品化環氧樹脂都來源于石油基單體，其中雙酚A型環氧樹脂約占90%。隨著能源危機的日益嚴重以及人們對雙酚A生物毒性的深入認識，開發具有環境友好和可再生特點的生物基環氧樹脂以替代傳統的石油基樹脂，成為當前的熱點研究領域。此外，傳統環氧樹脂存在抗疲勞性能差、抗沖擊強度低、韌性與強度難以同時提高等局限性，嚴重阻礙了其可持續發展和應用。超支化環氧樹脂（HERs）具有良好的相容性、低粘度、流體力學體積小和分子鏈纏結密度低等優點，可有效同時均相增強增韌環氧樹脂。生物基超支化環氧樹脂受到了研究人員的特別青睞，它的出現不僅有利于提升環氧樹脂的熱性能、力學性能等，還有助于實現其綠色制備和循環回收，有助于實現“碳達峰、碳中和”目標。該文對生物基超支化環氧樹脂的研究進展進行了系統總結和分析（圖1），重點介紹了生物基單體的設計與合成、超支化環氧樹脂的制備與性能、環氧樹脂的降解與回收策略等。最后對生物基超支化環氧樹脂在合成與應用領域存在的挑戰進行了展望，為環氧樹脂在高新技術領域的應用及可持續發展提供了指導。
圖1. 生物基超支化環氧樹脂的研究進展
張道洪教授領銜的超支化聚合物團隊是校學術團隊，入選了湖北省自然科學創新群體/湖北省科技創新團隊和國家民委創新團隊，依托于中南民族大學化學與材料科學學院、催化轉化與能源材料化學教育部重點實驗室和超支化聚合物合成與應用技術湖北省工程研究中心，長期從事超支化聚合物的設計制備及應用研究。團隊主持“超支化聚合物”領域的國家自然科學基金區域創新發展聯合基金重點項目、面上項目、省重大重點和企業委托項目40余項，獲授權國際、國家發明專利70余件。部分成果獲中國石油和化學工業聯合會科學技術發明獎一等獎2項、湖北省科學技術發明獎一等獎1項。近年來在超支化聚合物的構筑與結構調控（Angew Chem, 2023, 62, e202310832; 2022, 61, e202211713; 2021, 60, 331; Chem Eng J: 2020, 387,124071）、環氧樹脂的高效增強與增韌（Adv Mater 2023, 2308434; Prog Mater Sci 2022, 130, 100977; Macromolecules, 2022, 55, 595; Chem Eng J: 2023, 465, 142998; 2023, 471, 144329）、以及環氧樹脂高效降解與回收(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，促進了相關領域快速健康發展。
據悉，《Chem. Soc. Rev.》是國際化學科學領域的著名綜述性頂級學術期刊，主要邀請領域內的著名學者撰寫綜述，對學科前沿的現狀和未來進行評述，在化學領域具有重要影響，2023年影響因子為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.
作者：姜宇 責編：張道洪 審核：祁帆 發布：艾麗菲拉 發布時間：2023-12-24
