纖維增強熱固性樹脂復合材料，特別是碳纖維增強環氧樹脂復合材料及玻璃纖維增強不飽和聚酯樹脂復合材料，廣泛應用于航空、航天、汽車、船舶、電路板、風電等領域。熱固性樹脂基復合材料的回收方式主要包括機械回收、熱回收和化學回收，其中化學回收是最具開發前景的回收手段。目前，化學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結構，得到小分子降解產物和增強纖維，其降解產物成分復雜，難以循環利用，而且對纖維損傷嚴重。

    中國科學院山西煤炭化學研究所研究員侯相林帶領的研究團隊，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鍵，實現了熱固性樹脂基復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氧樹脂的碳氮鍵，實現了碳纖維增強環氧樹脂的高效降解及循環利用（GreenChem.,2015,17,2141-2145）；利用弱配位的鋁離子選擇性斷裂酯鍵，實現了玻璃纖維增強不飽和基質樹脂（俗稱玻璃鋼）的降解回收（GreenChem.,2015,DOI:10.1039/C5GC01048A）。相關工作同時申報三項國家發明專利，其中一項已獲得授權（ZL201310163799.1，201410562107.5，201510056492.0）。
 

    圖1. 選擇性斷裂碳氮鍵降解回收碳纖/環氧復合材料
 

    圖2. 選擇性斷裂酯鍵降解回收玻纖/不飽和聚酯復合材料

    熱固性樹脂由于其不溶不熔的三維立體結構，導致其回收利用十分困難。經濟綠色地打開熱固性樹脂中穩固的C-N鍵以及C-O鍵是目前催化及環境領域的研究熱點。選擇性斷鍵的挑戰在于選擇性地活化反應活性位，配位不飽和或者弱配位金屬離子具有強烈絡合傾向，容易與樹脂中雜原子發生相互作用，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，選擇性的斷裂化學鍵使得基體降解產物組成單一，有利于再次利用；同時，該研究通過調控金屬離子配位狀態選擇性活化并斷裂C-N鍵或C-O鍵，具有重要的科學價值。

責任編輯：李玲珊

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