中南民大张道洪教授、姜宇副教授团队《Prog. Mater. Sci.》综述：环氧树脂增韧方法及机理

2022-06-23 来源：高分子科技

近日，中南民族大学超支化聚合物团队张道洪教授和姜宇副教授受邀撰写的论文“Toughness and its mechanisms in epoxy resins”在国际著名期刊《材料科学进展》（Progress in Materials Science）上在线发表，系统总结了环氧树脂增韧方法及机理。该论文中南民族大学为唯一署名单位，硕士研究生米晓茜为论文的第一作者，通讯作者为中南民族大学张道洪教授和姜宇副教授。

图1. 环氧树脂复合材料的增韧方法示意图

环氧树脂（EPs）已广泛应用于涂料、胶粘剂、半导体封装材料、电气绝缘材料、高性能复合材料等领域。然而，EPs抗疲劳性能差、抗冲击强度低、韧性与强度难以同时提高以及回收困难等局限性严重阻碍了其可持续发展及在高技术领域的应用。近年来，科学家们对环氧树脂的增韧改性和增韧机理进行了大量研究，张道洪教授团队对其进行了系统总结和分析，重点介绍了环氧树脂的增韧方法，从传统的直接加入橡胶（REs）、热塑性塑料（TPs）、核壳聚合物（CSPs）、液晶聚合物（LCPs）、嵌段共聚物（BCPs）和纳米材料（NMs），到引入超支化聚合物（HBPs）、生物基材料（BBMs）和构筑交联网络拓扑结构（TSs）（图1）。分析了环氧树脂的两相增韧机理和均相增韧机理，其中超支化聚合物，尤其是超支化环氧树脂（HERs），因其良好的相容性、低粘度、流体力学体积小和分子链间缠结密度低等优点，可有效同时均相增强增韧环氧树脂，近十年受到该领域的特别青睐；同时也概括了环氧树脂及其复合材料韧性的分析表征技术。最后对环氧树脂在合成与应用领域存在的挑战进行了展望，为环氧树脂在高新技术领域的可持续发展提供了指导。

张道洪教授领衔的超支化聚合物团队是校学术团队，入选了湖北省自然科学创新群体、国家民委创新团队和湖北省双创战略团队，依托于中南民族大学化学与材料科学学院、催化转化与能源材料化学教育部重点实验室和超支化聚合物合成与应用技术湖北省工程研究中心，长期从事超支化聚合物合成及应用研究，团队主持“超支化聚合物”领域的国家自然科学基金项目10余项、省重大重点和企业委托项目30余项，获授权国际、国家发明专利60余件。实现超支化聚合物系列产品的产业化，建成国内最大的年产千吨级超支化聚合物生产线，为国内200余所高校和科研院所提供超支化聚合物研究类产品，为国内外工程塑料加工企业供应高性能的节能加工助剂和关键技术，促进了国内高分子材料的健康发展。部分成果获中国石油和化学工业联合会科学技术发明奖一等奖2项、湖北省科学技术发明奖一等奖1项。近几年团队在超支化聚合物合成（Chem Eng J, 2018, 343,283；Chem Eng J, 2018, 334,1371; Chem Eng J, 2020, 281,122719；Compos Part B-Eng, 2019, 160, 615）和超支化环氧树脂及其复合材料的循环利用（Nat Sustain, 2020, 3, 29；ACS Macro Lett, 2021, 10, 1113; Macromolecules 2022, 55, 595；Compos Part B-Eng, 2020, 196, 108109；Compos Part B-Eng, 2020, 192, 108005；Green Chem, 2020, 22, 4187）等领域获得了一些成果，促进了相关领域快速健康发展。

《材料科学进展》是国际材料科学研究领域的著名综述性学术期刊，主要邀请材料领域内的著名学者撰写综述，对学科前沿的现状和未来进行评述，在材料领域具有重要影响，该期刊每年出版6至8期，每期刊登3至6篇文章，2021年影响因子为39.58。

文章信息：Xiaoqian Mi, Nuo Liang, Haifeng Xu, Juan Wu, Yu Jiang*, Bei Nie, Daohong Zhang*. Toughness and its mechanisms in epoxy resins, Progress in Materials Science, 2022, DOI: 10.1016/j.pmatsci.2022.100977.

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2022.100977

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（责任编辑：xu）

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