混合生物基环氧玻璃化体：在高性能与可回收性之间寻求平衡，以实现可持续创新

《Rare》：Hybrid bio-based epoxy vitrimers: balancing high performance and recyclability for sustainable innovation

生物基维里米通过环氧树脂混合体系实现性能与环保平衡，0.7GOA/GGE配方兼具43℃玻璃化转变温度、2400MPa弯曲模量和四倍韧性优势，兼具形状记忆效应与热/化学可回收性，为可持续先进材料开发提供新策略

　　

Izaskun Larraza | Ana C. Restrepo-Montoya | Kizkitza Gonzalez | Raquel Rodriguez | Ainara Saralegi | Arantxa Eceiza

“Materials + Technologies”小组，吉普斯夸大学（UPV/EHU）工程学院化学与环境工程系，西班牙多诺斯蒂亚-圣塞巴斯蒂安Europa广场1号，20018

摘要

近年来，玻璃态聚合物的发展引起了极大的关注，因为其结构中存在动态共价键，这使得它们的拓扑结构能够发生重组，从而兼具热固性材料的优异性能和热塑性材料的可回收性。这种双重特性对于用更可持续的替代品取代传统的化石基环氧树脂具有重要意义。此外，使用生物基前驱体制备玻璃态聚合物也是一种环保的选择。在本研究中，我们使用柠檬酸和两种三官能环氧树脂（一种芳香族化石基树脂GOA和一种线性生物基树脂GGE）制备了部分或完全基于生物材料的玻璃态聚合物。完全基于生物材料的体系表现出极低的玻璃化转变温度（T_g ≤ 24°C）和较差的刚性，限制了其应用范围。然而，结合了这两种环氧树脂的混合体系在刚性和延展性之间实现了良好的平衡。特别是0.7GOA/GGE配方（生物基成分占比71%）在120°C下固化后，其玻璃化转变温度为43°C，弯曲模量为约2400 MPa，韧性是完全基于化石材料的体系的四倍以上。通过热机械和化学方法证实了所有体系的回收性能，尽管高比例的GGE需要更严格的处理条件。所有体系均表现出形状记忆特性，证明了这些材料的多功能性。这些结果表明，混合化是一种有效且可扩展的策略，能够实现高生物基含量与优异机械性能及可回收性的平衡，使这些玻璃态聚合物成为先进功能应用的理想候选材料。