近年来，基于动态共价化学的可循环热固性树脂研究取得了长足进展，为解决热固性材料末端回收难题提供了核心思路。然而，面向风电叶片等高端工业规模化应用场景，现有体系仍难以兼顾五大关键需求：可规模化合成、工业级加工适配、高服役性能、极端环境长期稳定性与全组分化学可回收性——常呈“此消彼长”的矛盾关系，严重制约工程落地。
近日，江南大学化学与材料工程学院马松琪教授团队提出“合成-加工-服役-回收”全生命周期一体化分子设计理念，成功构建新型受阻亚苯基双缩醛环氧树脂体系，首次在与商用双酚A型环氧树脂同等综合性能水平下，系统协同实现上述五大工业指标，突破了长期制约风电复合材料领域发展的“合成-加工-服役-回收”难以兼顾的技术瓶颈（图1）。
该树脂展现出突出的应用潜力：
一、合成简洁高效。以大宗化工原料为起点，通过一锅法一步合成，实验室可稳定制备200克级样品，无需色谱纯化，具备良好的工业化放大潜力。
二、加工性能优异。经分子结构与侧链协同调控，单体室温下呈低粘度液体，粘度与商用双酚A型环氧树脂相当；操作窗口宽，55℃下可操作时间超过60分钟，可良好适配真空辅助树脂灌注成型（VARI）等风电行业主流工业工艺。
三、服役性能全面对标并局部超越。玻璃化转变温度满足风电叶片工况要求；拉伸、弯曲强度达商用标准；在相同固化体系与标准测试条件下，无缺口悬臂梁冲击强度较商用双酚A型环氧树脂提升83%；高温抗蠕变与尺寸稳定性优异；疏水侧链赋予材料强耐湿热、耐水解、耐酸碱及耐溶剂能力，适用于海上风电等严苛环境。
四、复合材料成型质量高。碳纤维浸润充分、界面均匀、无气孔或分层缺陷；复合材料断裂韧性与抗分层能力较商用环氧基复合材料显著增强。
五、闭环回收高效可行。依托动态共价结构，碳纤维复合材料可在25℃、0.1 mol・L⁻¹稀盐酸中24小时内实现高效降解；碳纤维高保真回收，表面形貌与化学结构基本保持完好，树脂前驱体亦可高效再生；碳纤维与单体前驱体综合资源再利用率超92%。AI辅助全生命周期评估表明，相较传统填埋、焚烧或机械回收，该闭环体系全生命周期碳排放降低45%–56%。
该研究基于动态共价化学与可循环热固性树脂领域现有成果，建立了面向工业应用、场景驱动的可回收环氧树脂全生命周期一体化分子设计新范式，突破传统单一或部分性能优化局限，以“合成-加工-服役-回收”全链条需求为导向开展分子设计，为高性能可循环热固性材料的工业化落地提供了重要理论指导与实践参考。该工作以“Life-Cycle-Integrated Molecular Design of Hindered Phenylene Biacetal Epoxies for Practical Recyclable Composite Applications”为题发表在《Angew. Chem. Int. Ed.》。文章第一作者为江南大学化学与材料工程学院博士生杜帅，通讯作者为马松琪教授。该研究得到国家自然科学基金项目、无锡市太湖人才计划项目和江南大学至善青年学者项目的支持。
图1 受阻亚苯基双缩醛环氧树脂的全生命周期设计理念与核心优势对比
原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.9945235
