第一作者：Wenxuan Wu, Haijun Feng

通訊作者：謝濤、鄭寧

通訊單位：浙江大學

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環氧熱固塑料因其卓越的可制造性和優異的機械性能，成為最廣泛使用的塑料之一，在許多工業應用中得到應用。然而，交聯聚合物網絡使它們天生脆弱且不可回收，引發了可持續性問題。

在本研究中，我們通過創新固化化學，即聚合物中的交聯過程，展示了具有結合高韌性和可再加工性的環氧熱固塑料。具體來說，利用一鍋法環氧固化機制，使用含有硼酸酯的芳香二胺交聯劑和脂肪族單胺，胺的逐步反應實現了獨特的納米級相分離。結果，環氧熱固塑料展示了最大延伸率為375%和拉伸韌性為108.4 MJ/m3，比傳統同類產品高出一個數量級以上。

此外，引入的動態硼酸酯鍵賦予了熱固塑料不尋常的再加工性，以延長使用壽命，同時在四個循環后其他性能并未顯著下降。同時克服環氧熱固塑料的兩大主要瓶頸的可行性為回收和重塑其他工業相關塑料開辟了機會。

圖文導讀

圖1：展示了環氧熱固塑料的合成和機械性能。

圖2：展示了環氧熱固塑料的熱機械和機械性能。

圖3：展示了EP-25的微觀結構表征和增韌機制。

圖4：展示了EP-25的再加工性能。

總結展望

本研究成功開發了一種新型的環氧熱固塑料，該材料不僅具有超高強度和韌性，而且可再加工，解決了傳統環氧樹脂的脆性和不可回收性問題。通過創新的化學固化方法，利用含有硼酸酯的芳香二胺交聯劑和脂肪族單胺，實現了納米級相分離，極大提高了材料的延伸率和韌性。此外，材料中引入的動態硼酸酯鍵使其能夠通過動態鍵交換進行再加工，即使在四次再加工后，材料的機械性能也未見明顯下降。這項工作為環氧樹脂的可持續發展提供了新的可能性，展示了在保持高機械性能和加工便利性的同時，實現熱固塑料的可回收性。未來的研究可以進一步提高材料的玻璃化轉變溫度和拉伸強度，以滿足特定應用的需求。

文獻信息

標題：Reprocessable and ultratough epoxy thermosetting plastic

期刊：Nature Sustainability