近日，我司科學家張道洪教授團隊聯合中國科學技術大學張宏俊教授、澳大利亞墨爾本大學苗孟河教授等在構筑高強高韌可降解超支化環氧樹脂及其增強增韌機理方面取得新的研究進展，研究成果以“Ultra-Strong and High-Tough Thermoset Epoxy Resins from Hyperbranched Topological Structure and Subnanoscaled Free Volume”為題發表于國際期刊《Advanced Materials》(Doi: 10.1002/adma.202308434)。本研究成果從亞納米維度揭示超支化環氧樹脂增強增韌機理，揭示了自由體積尺寸及分布對環氧樹脂強度和韌性協同提高機制。
本工作中，研發團隊利用點擊化學技術將酰亞胺結構引入環氧樹脂中，制備了一系列拓撲結構可控的超支化聚酰亞胺環氧樹脂(Bn)，進一步將其引入復合商業化通用環氧樹脂(DGEBA)中。研究發現，聚酰亞胺結構的引入可顯著提升環氧樹脂的機械性能和熱性能，其中具有中等支化度和中等含量的Bn/DGEBA共聚物展現出了的力學性能。
通過正電子湮沒壽命譜學(PALS)詳細研究了共聚物亞納米級自由體積尺寸與分布對宏觀機械性能的影響規律，結果發現，隨著自由體積分數、自由體積孔尺寸和孔平均尺寸分布的降低，共聚物的強度和韌性呈現出了先增加后降低的變化趨勢。在此基礎上，研發團隊提出了Bn與DGEBA的均相分子互穿增強增韌，認為“橢球形結構”的超支化聚合物具有較好的流動性和相容性，可以與線形的DGEBA鏈形成分子互穿，填充原有DGEBA鏈間的孔隙，實現自由體積孔尺寸的降低和致密化，從而協同提升樹脂的強度和韌性。此外，該環氧樹脂還展現出了相對溫和的降解條件和較高的單體回收產率。
未來，我司將繼續深耕超支化聚合物領域，堅守“科學技術是生產力”的信念，為中國超支化聚合物新材料的創新、環境友好節能高分子材料的可持續健康發展做出貢獻。
※小知識：《Advanced Materials》是工程與計算大學科、材料與化學大領域的期刊，在國際材料領域科研界上享譽盛名。該雜志接收與材料領域相關的科研成果，其接收率只有10%-15%，在此雜志上發表的文章含金量。
