南靖典，米乐m6官方网站（以下简称“AIST”）催化剂化学跨学科研究中心硅化学团队首席研究员环氧树脂
该技术使用适量的氢氧化钠和叔-与碱如丁氧基钠1,3-二甲基-2-咪唑啉酮 (DMI)使用高沸点溶剂如8598_8647|双酚A可以得到良好的收率。另外，无论环氧树脂合成中使用的固化剂的种类和交联度如何，都可以分解，并且根据固化剂的种类，可以以环氧树脂中所含双酚A量的95%的最大收率获得双酚A。此外，还可用于碳纤维和玻璃纤维的复合材料，且纤维材料可在不发生热劣化的情况下进行回收。这一结果展示了一条化学分解各种环氧树脂并回收原材料的途径。
该技术的详细信息将于 2024 年 11 月 18 日公布。高分子杂志
环氧树脂具有优异的成型性、尺寸稳定性、粘合性能、绝缘性、耐水性、耐化学性。国内环氧树脂产量约为13万吨/年（2021年，石化工业协会，《石油化学与合成树脂》）。原料环氧基剂和固化剂根据目的使用多种类型，因为可以通过设计9266_9469|的组合来控制固化后的环氧树脂的性能。环氧树脂具有多种用途，例如混合到粘合剂和油漆、半导体布线保护剂、电气元件、医疗设备、建筑材料、汽车和飞机部件、船体和桅杆以及风力涡轮机叶片材料中。
目前，容器和包装、汽车、家用电器等均受到回收法的约束材料回收是啊化学回收正在实施中。然而，众所周知，这些产品中经常使用的环氧树脂和复合材料难以回收。与热塑性树脂不同，环氧树脂一旦硬化，溶解性很差，无法与新原材料混合，也无法回收利用。以往，环氧树脂的化学回收利用酸、碱等进行，但很多情况下原料回收的收率取决于环氧树脂的结构，难以实现高收率。单体是啊双酚分子如果化学回收变得容易进行，预计不仅可以回收用于上述用途的环氧树脂原材料，还可以回收用于各种设备的材料。此外，如果环氧树脂粘合剂可以拆卸，我们可以期待开发易于拆卸的技术来回收牢固粘合的部件。
最近，已经报道了使用过渡金属催化剂或特定碱的环氧树脂化学分解方法，使得以良好的收率回收双酚分子成为可能。然而，这些方法均源自双酚醚化合物的副产品）反应时间需要一天以上，由于需要200摄氏度左右的高温（超过所用溶剂的沸点），需要耐压容器，并且固化剂的类型受到限制。为此，需要一种能够广泛且容易地应用于各种环氧树脂并且能够在短时间内选择性地回收主要原料双酚分子的化学分解技术。
该研究团队正在进行研究，旨在回收所有碳资源并为其增值。其中被誉为高度稳定的树脂超级工程塑料的化学分解方法2023 年 1 月 24 日、2023 年 8 月 17 日 AIST 新闻稿）。该化学分解方法可以通过选择合适的分解反应物在约150℃的温和条件下进行。这次，我们相信这一成果可以用于环氧树脂的化学回收，解决上述问题。这样，我们开发了一种新的化学分解方法，可以从多种环氧树脂中回收双酚，双酚是化学合成的重要原料。
此项研究和开发得到了日本科学技术振兴机构 (JST) ERATO“野崎树脂分解催化剂项目”(JPMJER2103) 的支持。
在开发这种分解方法时，我们使用双酚A二缩水甘油醚（一种常见的环氧基剂）和各种固化剂（例如4,4'-二氨基二苯砜和酸酐）合成了环氧树脂，可以合成耐热环氧树脂（图1左）。针对这些问题，我们将氢氧化钠、叔丁氧基钠等碱与极性溶剂DMI按适当比例混合，在常压、150℃下搅拌7小时，成功分解了环氧树脂（图1右下）。该温度低于合成树脂的热分解温度（分解在略低于 350 ℃ 时开始），使得源自环氧基础树脂的双酚 A 能够以良好的产率回收。例如双酚A的二缩水甘油醚和固化剂双(4-氨基苯基)砜鼹鼠以1:1的比例合成的环氧树脂的情况下，使用该分解方法可以以95%的产率回收双酚A。由于这次开发的分解反应无论固化剂的类型如何都可以分解，因此也可以应用于通过组合多种固化剂合成的市售环氧树脂粘合剂。另外，虽然反应速度比DMI稍慢，但可以以比DMI更低的价格获得N-甲基-2-吡咯烷酮 (NMP)，还有N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)也可以用作溶剂。
图1各种固化剂合成的环氧树脂化学分解回收双酚
*这是对原始论文中的数字的引用或修改。
此方法也适用于由碳纤维或玻璃纤维增强环氧树脂制成的复合材料。通过将市售的碳纤维增强环氧树脂板切成小块，并应用这种分解方法，无需高温或酸预处理，我们就能够回收双酚和碳纤维（图 2，顶部）。它还可以应用于玻璃纤维增强环氧树脂，并成功回收双酚和玻璃纤维（图2，底部）。这样，我们发现这种分解方法可以广泛应用于多种环氧树脂，从简单的环氧树脂到复合材料。
图2 纤维增强环氧树脂的化学分解和纤维的回收
*这是对原始论文中的数字的引用或修改。
新开发技术的主要优点是可以在常压下轻松进行，并且无论固化剂或与纤维复合的类型如何，都可以在短时间内分解各种环氧树脂。利用这种分解方法，我们成功地以良好的收率回收了广泛用作合成原料的双酚分子。此外，由于它几乎不受环氧树脂类型的影响，因此有望应用于化学结构未知的环氧树脂的分解。此外，表明该方法作为回收与树脂复合的碳纤维和玻璃纤维的方法也是有效的。
我们将改进本次开发的分解方法，开发能够高收率回收双酚以外的原料化合物的化学回收技术。此外，我们还将这种分解方法应用于含有环氧树脂的废物，目的是使难以回收的废物再生。此外，我们将着眼于环氧树脂易于分解的特点，致力于研究和开发可实现广泛材料回收的通用技术，例如将其部署到汽车行业，作为分解用环氧树脂密封或粘合的金属和磁性材料并回收有用部件的技术。
已出版的杂志：聚合物杂志
论文标题：酰胺溶剂中碱介导的稳定热固性环氧树脂的降解
作者：Yasunori Minami、Tomoo Tsuyuki、Hayato Ishikawa、Yoshihiro Shimoyama、Kazuhiko Sato、Masaru Yoshida
DOI：101038/s41428-024-00979-6