近日，材料科学与工程学院张侃教授课题组在国际材料顶级期刊Advanced Functional Materials在线发表题为Strong, Reprocessable and Chemically Recyclable Biomass-Derived Thermoset Materials Enabled by Dynamic Covalent Polybenzoxazine Networks的最新研究成果。江苏大学为论文唯一完成单位，材料科学与工程学院博士生谢琳为第一作者，张侃为论文通讯作者。

碳纤维增强树脂基复合材料凭借高强度、高模量、轻量化等优异特性，在航空航天、汽车制造、风电能源等高端领域广泛应用。然而，当前该类材料的发展面临难以实现可持续的技术瓶颈。由于碳纤维树脂基复合材料的树脂基体多为不可逆共价键交联网络，导致材料服役后难以降解回收；此外，传统回收方法还存在回收产物附加值偏低、回收过程中碳纤维易受损等缺陷。针对上述挑战，研究团队基于在热固性树脂领域丰富的研究经验，利用生物质原料成功制备出高性能动态生物基苯并噁嗪树脂，实现了碳纤维复材高性能与可回收的双重突破。一方面，通过引入动态酯键赋予了树脂基体再加工、可降解特性，解决了传统热固性高分子材料难回收问题；另一方面，通过构建富含氢键的聚苯并噁嗪交联网络，克服了由于动态键引入导致材料综合性能下降的缺点。研究结果表明新型树脂固化物玻璃化转变温度为208 ℃，5%热失重温度高达349 ℃，800 ℃炭化率达到59%，且在180 ℃、3 MPa条件下经过三次循环加工后力学性能仍保持稳定。新制备的碳纤维增强树脂基复合材料拉伸强度达到500.8 MPa，弯曲模量为33.3 GPa，玻璃化转变温度高至220 ℃。该复合材料能够在有机碱—甲醇混合溶剂中温和降解，实现了碳纤维高效无损回收，其降解产物还可高值化利用为铁、铝等基材的高强胶粘剂。

该研究首次实现生物基苯并噁嗪树脂在碳纤维复合材料领域的高效回收应用，构建了碳纤维复材全生命周期循环体系，不仅为可持续先进热固性树脂的开发提供新思路，更为高端碳纤维复合材料的绿色升级奠定理论与技术基础。

该研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。（材料学院）

原文链接：http://doi.org/10.1002/adfm.75273