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  熱固性樹脂具有優異的機械性能、熱學性能、尺寸穩定性、加工性能以及化學穩定性等，在電子封裝材料、復合材料、膠粘劑及涂料等領域都具有廣泛應用。然而由于其高度化學交聯的三維網絡，熱固性樹脂很難回收，同時也影響了其下游產品包括碳纖維復合材料、電子產品等的回收。賦予熱固性樹脂可降解性被認為是解決熱固性樹脂回收問題的一條重要途徑。然而對于含一般降解基團如酯鍵、二硫醚鍵、碳酸酯鍵等的熱固性樹脂，化學交聯密度低時，降解速度快，但熱學、力學性能差；化學交聯密度高時，綜合性能尤其是熱學、力學性能好，但降解性能差甚至難降解。要實現高化學交聯密度下的快速降解，一條有效途徑就是采用易可控降解的基團。

  縮醛是一種pH快速可控降解的基團。然而目前報道的縮醛熱固性樹脂如環氧樹脂，縮醛結構存在兩個醚鍵且在分子主鏈上，導致分子很柔、剛度不夠，從而導致它們的Tg（<110℃）和模量都遠低于現在通用的雙酚A環氧樹脂。

  近日，中國科學院寧波材料技術與工程研究所生物基高分子材料團隊馬松琪研究員等人挖掘了香草醛基螺旋環雙縮醛結構的降解能力，闡明了其降解機理，并用以合成了高性能易回收熱固性樹脂。固化后在0.1M鹽酸溶液中快速降解，而在中性、堿性溶液及加熱下穩定性很好。同時熱學、力學性能與陶氏的DER331環氧相當甚至更高（如圖1）。采用其制備碳纖維復合材料，力學性能與DER331環氧基復合材料相當，同時可實現碳纖維的綠色無損回收（CN201810885870.X；CN201810886494.6；J. Mater. Chem. A 2019, 7, 1233-1243）。此工作首次將螺旋環雙縮醛結構用于制備可降解熱固性樹脂，并系統研究其降解性能及機理，為高性能易回收熱固性高分子材料的發展奠定了一定的基礎。

圖1 香草醛基螺旋環雙縮醛環氧樹脂（紅）與雙酚A環氧樹脂（藍）性能對比

  希夫堿是另一種pH快速可控降解的基團，也是一種動態化學鍵，同時它與苯環等芳環結構共軛可賦予高分子材料高性能。最近馬松琪研究員等人提出了環氧固化過程中原位形成席夫堿的合成方法，將席夫堿結構方便地引入到環氧交聯網絡中，實現了環氧樹脂的易回收性（重塑回收和降解回收），同時使樹脂具有優異熱學、力學性能；此樹脂制備的碳纖維復材可以在溫和酸性條件下實現纖維的無損回收，同時具有與DER331環氧基復材相當的力學性能（CN201811319571.6；Green Chem. 2019, 21, 1484-1497）（如圖2）。此工作為制備希夫堿環氧樹脂提供了新思路。

圖2 環氧固化過程中原位形成席夫堿可重塑、可降解體系及在易回收碳纖維復材中的應用

  以上工作得到國家自然科學基金（51773216, 51473180），中國科學院青年創新促進會會員 (2018335)，和中國工信部民用飛機專項（MJ-2015-H-G-103）資助。

  論文鏈接：

  http://dx.doi.org/10.1039/C8TA07140C

  http://dx.doi.org/10.1039/C8GC03477J