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Angew. Chem. :将废弃环氧树脂全回收为双酚A和环氧单体2025-05-16
稳定的三维交联结构赋予了环氧树脂(EP)优异的机械性能和化学稳定性,但其不溶、不熔的特性使其回收利用十分困难。目前,通过热解、氧化等方式可将EP转化为多种小分子、低聚物或者新材料,但是回收产物组成复杂,分离纯化困难,再利用受限。通过选择性且完全断裂EP中特定化学键回收组成单一/简单的平台小分子化合物,虽更具实用性和经济价值,进而展现出巨大的发展前景,但仍然面临催化剂昂贵、工艺复杂、产物产率低、EP未全回收等诸多挑战与问题。

近期,四川大学王玉忠院士团队开发了一种简单、温和、高效且普适性好的全回收策略。通过微波溶胀对EP进行预处理以加速传质,而后使用廉价的BCl3选择性断裂EP中的C(sp3)-O键以高效回收BPA。在断裂C(sp3)-O键的过程中,C(sp3)-N键会不可避免地发生断裂产生少量的1,3-二氯-2-丙醇。对此,通过C(sp3)-N键重构及端基环化,将BPA之外的EP降解产物转化为了多官能度环氧单体,实现了EP中全组分的回收。BPA的 GC 产率高达96%,质量回收率高达93%(GC纯度99%)。多官能度环氧单体如AG80质量回收率高达96%,环氧值0.43。该回收方法不仅适用于不同胺类、酸酐固化的纯环氧树脂,还可推广至废弃风电叶片用玻璃/碳纤维增强环氧树脂复合材料及高压互感器用灌注树脂,在高效回收BPA时,还可无损回收复合材料中的玻璃纤维、碳纤维、硅微粉等填料。此外,反应过程所用溶剂可循环使用、所产生副产物均可以回收,无二次污染,这为废弃环氧树脂及其复合材料的资源化利用提供了新途径。

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文信息

Full Recovery of Epoxy Resin Wastes into Bisphenol A and Epoxy Monomers via Lewis Acid

Xiaohui Li, Lulu Liu, Jing Yu, Xuehui Liu, Shimei Xu, Gang Wu, Yu-Zhong Wang

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202422472