碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料因其質(zhì)輕、高強(qiáng)度高模量、尺寸穩(wěn)定性好等特性，廣泛用于飛機(jī)、汽車工業(yè)和體育用品等領(lǐng)域。然而，其復(fù)雜的多相結(jié)構(gòu)和共價(jià)交聯(lián)的聚合物基質(zhì)使得復(fù)合材料的回收再生極具挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的物理機(jī)械回收和熱化學(xué)回收方法不可避免地會(huì)破壞聚合物基體并有損碳纖維性能。
在交聯(lián)聚合物基質(zhì)中引入動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵，可以使其在特定條件下發(fā)生降解，進(jìn)而分離回收復(fù)合材料中的碳纖維。然而，聚合物基質(zhì)降解后通常得到低聚物的混合物，而非可以用于聚合的純凈單體，限制了復(fù)合材料循環(huán)再生的途徑。如何實(shí)現(xiàn)碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料的閉環(huán)回收，以獲得純凈的單體和碳纖維，仍然是一個(gè)難題。
圖1. 基于可逆酰胺化反應(yīng)構(gòu)筑可閉環(huán)回收的碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料示意圖
圖2. （a）碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料的閉環(huán)化學(xué)回收流程；（b）馬來(lái)酸酐交聯(lián)劑和（c）聚乙烯亞胺大分子單體在聚合前和回收后的核磁譜圖
綜上所述，基于馬來(lái)酸叔酰胺鍵的可逆酰胺化學(xué)，成功實(shí)現(xiàn)了碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料的閉環(huán)化學(xué)回收。這一研究為設(shè)計(jì)構(gòu)筑可閉環(huán)回收的高性能復(fù)合材料提供了新的思路，有助于推動(dòng)聚合物循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展（本文來(lái)源：Carbontech）
