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综述:基于动态共价键结构的可降解环氧树脂性能研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月30日 来源:Materials Today Communications? 3.7
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本综述系统探讨了动态共价键(如二硫键、缩醛键、希夫碱、酯键、Diels-Alder键)在可降解环氧树脂(EP)中的应用,重点分析了其热稳定性、机械强度、介电性能及击穿强度等关键特性,为电力设备绝缘材料的绿色可持续发展提供了创新思路。
Degradable Epoxy Resins Based on Dynamic Disulfide Bond Exchange
二硫键(S-S)因其210-270 kJ/mol的键解离能,兼具化学稳定性和动态响应性。在加热、光照或催化剂作用下,二硫键可逆断裂重组,赋予材料自修复和降解能力。实验表明,含二硫键的环氧树脂在120°C下可实现高效降解,且再生材料的介电常数(εr)保持在3.2-3.8,击穿强度达30 kV/mm,满足高压绝缘需求。
Conclusions
1)动态共价键通过可逆交换反应实现环氧树脂降解,其中二硫键和希夫碱键在酸性条件下降解效率最高;2)双动态键体系(如酯键+Diels-Alder)可协同提升材料的热稳定性(Td>300°C)和机械强度(拉伸强度>80 MPa);3)缩醛键结构在湿热环境中易水解,但通过纳米SiO2改性可显著降低吸水率至0.5%。
Outlook
未来需平衡材料热稳定性(Tg>150°C)与降解效率的矛盾,开发低温(<100°C)降解工艺;同时探索动态键在柔性电子(如可穿戴传感器)中的应用潜力。
Ethical approval and informed consent statements
本研究不涉及伦理审批。
Author Contributions
第一作者Yuxin Duan负责初稿撰写与数据可视化,通讯作者Xiaoxing Zhang指导实验设计与经费支持,团队通过多学科协作完成性能测试与机理分析。
Funding
国家重点研发计划(2023YFB2407100)为本研究提供资助。
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