电气绝缘用酸酐固化环氧树脂的高效循环回收：绿色经济与性能可调

为解决环氧树脂基电气废弃物带来的资源浪费和环境挑战，研究人员创新性地开发了基于分级醇解-水解反应的BnOH/K3PO4回收体系，实现了酸酐固化环氧树脂在温和条件下1小时内高效降解，降解产物可重新用于制备绝缘性能提升13.5%的新型环氧树脂，为电气设备绿色退役提供了创新解决方案。

　　

随着电力设备服役年限增长，环氧树脂基绝缘材料老化废弃问题日益严峻。这类材料因交联网络结构具有优异的耐腐蚀性和稳定性，但正是这种三维结构使其难以降解回收，传统物理回收方法往往导致材料性能进一步劣化。据统计，全球每年产生的环氧树脂废弃物超过百万吨，其中电气绝缘领域占比近30%。如何实现这类高价值材料的绿色循环利用，成为制约电力行业可持续发展的关键瓶颈。

针对这一挑战，国内某高校的研究团队在《Polymer Testing》发表了创新性研究成果。他们摒弃了传统高温热解或强酸处理的粗放方式，另辟蹊径开发出基于苯甲醇（BnOH）和磷酸钾（K₃PO₄）的温和降解体系。该研究通过巧妙的"分级降解"策略——先醇解切断交联酯键，再水解转化羧基，既破解了交联网络解聚难题，又为树脂再生创造了活性位点。

研究团队运用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、核磁共振（NMR）和超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱（UPLC-Q-TOF-MS）等技术，系统解析了降解机理。动态热机械分析（DMA）和热重分析（TGA）揭示了再生树脂的热性能变化规律，通过扫描电镜（SEM）观察断裂形貌，结合介电损耗、击穿强度等测试，建立了组成-性能的定量关系。

关键研究发现包括：

1. 回收体系构建：对比9种试剂/催化剂组合，BnOH/K₃PO₄在190℃下1小时可实现100%降解，其独特优势在于PO₄^3-的多级缓冲机制和K⁺的弱路易斯酸性。
2. 闭环验证：10次循环后BnOH和K₃PO₄平均回收率分别达80.38%和90.95%，第10次重建的回收体系仍保持82%降解效率。
3. 性能调控：当再生树脂含量达30wt%时，击穿强度提升13.5%（44.35 kV/mm），介电损耗降低至0.21%，但弯曲应力（72.87 MPa）和玻璃化转变温度（102.8℃）有所下降，呈现明显的性能可调特性。

这项研究的意义在于突破了环氧树脂化学回收的两大技术瓶颈：一是通过分级反应策略实现了交联网络的高效解聚，二是建立了降解试剂-催化剂-树脂产物的三重闭环利用模式。特别值得关注的是，再生树脂表现出的"绝缘增强-机械减弱"的拮抗效应，为开发功能定制化绝缘材料提供了新思路。研究团队提出的"绿色降解-定向重组"技术路线，不仅适用于电力设备退役处理，对风电叶片、航空航天复合材料等领域的环氧树脂回收也具有重要借鉴价值。未来通过优化降解产物纯化工艺和交联网络重构方法，有望进一步提升再生树脂的综合性能，推动循环经济在高端绝缘材料领域的实践应用。