關(guān)于熱固性樹脂 ·



熱固性樹脂具有優(yōu)異的機(jī)械性能、熱學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性、加工性能以及化學(xué)穩(wěn)定性等，是輕量化汽車、航天航空器、風(fēng)電、太陽(yáng)能電池、電子電器等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料之一。按類型可分為：環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯、酚醛樹脂、熱固性聚氨酯、雙馬來酰亞胺樹脂、熱固性聚酰亞胺、苯并噁嗪、氰酸酯等。

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熱固性樹脂的應(yīng)用，圖片來源安徽新遠(yuǎn)

熱固性樹脂的市場(chǎng) ·



1.市場(chǎng)規(guī)模

在2020-2025年間復(fù)合年增長(zhǎng)率為4.6％的情況下，預(yù)計(jì)到2025年，熱固性樹脂市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到380億美元。此外，在預(yù)測(cè)期內(nèi)，諸如減少航空航天和運(yùn)輸?shù)闹亓啃枨笠约皩?duì)熱穩(wěn)定和耐腐蝕部件的需求增加等因素預(yù)計(jì)將極大地推動(dòng)熱固性樹脂市場(chǎng)。

航空航天和國(guó)防工業(yè)在2019年占熱固性樹脂市場(chǎng)的最大份額，并且以5.14％的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，是由于在航空航天和國(guó)防制造業(yè)中越來越多地使用熱固性樹脂。

2.市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)力

不斷增長(zhǎng)的風(fēng)力發(fā)電行業(yè)
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圖片來源：金風(fēng)科技

由于能源需求的急劇增加，常規(guī)能源正在迅速消耗。因此，擴(kuò)展和利用諸如風(fēng)能的可再生能源的需求正在增長(zhǎng)。熱固性樹脂（例如環(huán)氧樹脂和乙烯基樹脂）被廣泛用于制造更長(zhǎng)，更耐用的復(fù)合風(fēng)力渦輪機(jī)葉片和翼梁蓋。因此，越來越多的風(fēng)電采用率領(lǐng)著整個(gè)國(guó)家走向自給自足和能源獨(dú)立，此外還促進(jìn)了熱固性樹脂市場(chǎng)的發(fā)展。

增加的汽車產(chǎn)量
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圖片來源：阿斯頓馬丁

熱固性樹脂在汽車工業(yè)中被廣泛用于制造汽車部件，例如泵零件，皮帶輪，活塞，碳刷架，電氣終板，車輪，面板，真空泵，水泵殼體，踏板和電氣密封。用熱固性樹脂制成的復(fù)合材料可以比鋁輕30-40％，并具有很高的耐熱性和抗疲勞性，預(yù)計(jì)在預(yù)測(cè)期內(nèi)將增加對(duì)熱固性樹脂的需求。根據(jù)國(guó)際貿(mào)易管理局（ITA）的數(shù)據(jù)，中國(guó)預(yù)計(jì)到2025年汽車產(chǎn)量將達(dá)到3500萬輛。

3.市場(chǎng)格局

熱固性樹脂市場(chǎng)的主要參與者是：AEP工業(yè)，帝人化學(xué)（Teijin Chemicals），杜邦公司（DuPont Corporation），美國(guó)包裝公司（American Packaging Corporation），北美管道公司（North American Pipe Corporation），陶氏化學(xué)公司（The Dow Chemical Company），信實(shí)工業(yè)有限公司（Reliance Industries Ltd.,），沙特卡揚(yáng)石油化工公司（Saudi Kayan Petrochemical Co），國(guó)家石化公司（National Petrochemical Company）和蓋爾公司（GAIL）。

熱固性樹脂目前的挑戰(zhàn)·



環(huán)境問題對(duì)熱固性樹脂市場(chǎng)構(gòu)成了重大挑戰(zhàn)，因?yàn)闊峁绦詷渲瑹o法進(jìn)行再加工和回收，也不能自然分解。在許多應(yīng)用中，熱固性材料是不溶、不熔的高度交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，因此是長(zhǎng)期使用的選擇材料。由于其技術(shù)難度，熱固性樹脂的再循環(huán)被認(rèn)為是亟待解決的問題之一。近年來，熱固性樹脂和復(fù)合材料產(chǎn)量的增加極大地增加了廢料的數(shù)量。

中國(guó)的高分子材料年產(chǎn)量約1.4億噸，約占全球1/3，其廢棄后填埋、焚燒或丟棄已導(dǎo)致嚴(yán)重環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。特別是熱固性樹脂被公認(rèn)最難回收利用，目前比較有效的方法是通過熱化學(xué)或溶劑解使其從高分子轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿赢a(chǎn)物，但存在反應(yīng)選擇性差、產(chǎn)物復(fù)雜難分離和附加價(jià)值低等問題。因此，發(fā)展高效回收循環(huán)利用新技術(shù)迫在眉睫。

解決方案 ·



基于可逆共價(jià)鍵發(fā)展易回收（降解回收與重塑回收）熱固性樹脂，具有節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境雙重功效，是高分子領(lǐng)域重要發(fā)展方向之一。

然而易回收熱固性樹脂普遍存在熱/力學(xué)性能低、易蠕變、耐水性差等問題，遠(yuǎn)不能滿足結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用要求。針對(duì)易蠕變問題，中科院寧波材料所馬松琪研究員團(tuán)隊(duì)從可逆共價(jià)化學(xué)創(chuàng)新出發(fā)，提出了高交換活化能動(dòng)態(tài)鍵策略，創(chuàng)制了縮醛類新型可重塑熱固性樹脂體系。進(jìn)一步從動(dòng)態(tài)共價(jià)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新出發(fā)，提出了剛性疏水易可逆共價(jià)結(jié)構(gòu)策略解決熱/力學(xué)性能低、耐水性差等問題，將縮醛設(shè)計(jì)為苯聯(lián)環(huán)縮醛。最后，制備了系列易回收碳纖維復(fù)合材料，實(shí)現(xiàn)了溫和條件下碳纖維高品質(zhì)回收，驗(yàn)證了其在碳纖維復(fù)合材料中應(yīng)用的可行性。
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為了更好的了解易回收熱固性樹脂的設(shè)計(jì)合成及結(jié)構(gòu)性能， “2021綠色復(fù)合材料論壇”特誠(chéng)邀 中科院寧波材料所馬松琪研究員 蒞臨本次大會(huì)，分享《易回收熱固性樹脂的設(shè)計(jì)合成及結(jié)構(gòu)性能研究》的主題報(bào)告。
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