Et team ledet af professor Wang Huaiyuan fra School of Chemical Engineering ved Tianjin University har med succes udviklet en ny epoxyharpiks, der kombinerer høj-temperaturbestandighed, høj styrke og sejhed og genanvendelighed gennem innovativt molekylært strukturdesign, der bryder det langvarige "vippedilemma", der har plaget industrien. De relevante forskningsresultater er for nylig offentliggjort i det internationale tidsskrift *Advanced Materials*. Epoxyharpiks er på grund af dets fremragende klæbeegenskaber, mekaniske styrke og kemiske korrosionsbestandighed meget udbredt inden for strategiske områder såsom ny energi og elektronisk emballage. Det er et uundværligt nøglemateriale i moderne high-fremstilling, ofte omtalt som den moderne industris "usynlige skelet", med en global markedsstørrelse på over 13 milliarder USD. I mit land er epoxyharpiks også et vigtigt basismateriale til fremstilling af vindmøllevinger. Men efterhånden som vindkraftudstyr gradvist går ind i sin nedlukningsperiode, genereres der årligt ca. 5.800 tons kompositmateriale af epoxyharpiks, som i øjeblikket hovedsageligt er afhængig af losseplads eller forbrænding til bortskaffelse, hvilket ikke kun forårsager ressourcespild, men også miljømæssigt pres. Den største udfordring i genanvendelse af epoxyharpiks ligger i ydeevnen "vippedilemma". Traditionelle epoxyharpikser danner efter hærdning en tre-dimensionel netværksstruktur, der ligner et "ubrydeligt fiskenet". At opnå en balance mellem høj styrke, høj varmebestandighed, sejhed og forarbejdelighed er altid udfordrende-hærdning kræver, at man ofrer varmemodstanden, mens en forbedring af varmebestandigheden fører til skørhed. Dette begrænser ikke kun dets anvendelse i ekstreme miljøer, men bliver også en kerneflaskehals for den indenlandske produktion og grønnere af{17}}avanceret epoxyharpiks. Professor Wang Huaiyuans team startede fra kilden til molekylært design og indlejrede på smart vis reversible "syre-baseionpar" i det stive netværk af traditionelle epoxyharpikser. Disse ionpar spiller en dobbelt rolle i materialet: de er både "miniature støddæmpere", der absorberer stødenergi og "intelligente katalysatorer", der initierer bindingsrekombination ved høje temperaturer. Dette design gør det muligt for det nye materiale at opretholde ultra-høj styrke (78 MPa) og varmebestandighed (glasovergangstemperatur større end 245 grader Celsius), samtidig med at det opnår en brudsejhed på 8,2 megajoule pr. kubikmeter. Sammenlignet med kommercielt tilgængelige high-epoxyharpiksmaterialer er det nye materiales varmebestandighed forbedret med ca. 15 %, mens dets brudsejhed øges med næsten tre gange. Mens det bevarer disse fremragende egenskaber, besidder det nye materiale også selvhelbredende egenskaber og genanvendelighed, der mangler i traditionelle epoxyharpikser. "For første gang har vi opnået programmerbar form og kemisk nedbrydning i en så højtydende- termohærdende epoxyharpiks," sagde Wang Huaiyuan. "Eksperimenter viser, at dette materiale kan oparbejdes og fysisk genanvendes flere gange, med en ydeevneforringelse, der ikke overstiger 10 %." Dette bryder begrænsningen for traditionelle epoxyharpikser, der er "permanent fikseret efter én-hærdning." Baseret på dets unikke egenskaber har teamet med succes udarbejdet en superhydrofobisk kompositbelægning med høj varmeledningsevne-med en vandkontaktvinkel tæt på 150 grader-gennem en simpel varm-presningsproces. Tilføjelsen af bornitrid-fyldstof forbedrer den termiske ledningsevne betydeligt, idet den løser varmeafledningsudfordringerne ved 5G-basestationer og højtydende chips og yder støtte til opgraderingen af høje-materialeindustrier under målet om "dobbelt kulstof". I fremtiden, i vindkraftsektoren, forventes dets genanvendelighed at løse problemet med bortskaffelse af pensionerede vinger; i sektoren for nye energikøretøjer kan dets høje styrke, sejhed og høje-temperaturmodstandsmæssige fordele hjælpe med at opgradere udstyr til at være let, samtidig med at det giver brede perspektiver for den indenlandske erstatning af-avanceret epoxyharpiks.
