久久精品免费观看_欧美日韩精品电影_91看片一区_日日夜夜天天综合

塑料新視界報(bào)道：近期，四川大學(xué)化學(xué)學(xué)院王玉忠院士與劉博文教授課題組在《Chemical Engineering Journal》發(fā)表題為《One-pot green synthesis of liquid crystal polycarbonate towards mechanical robustness, superior fire safety, and efficient closed-loop chemical recycling》的研究論文，即將在7月1日《CEJ》第515卷刊發(fā)。

一、研究背景與科學(xué)問題聚碳酸酯（PC）是工程塑料中的 “多面手”，憑借高機(jī)械強(qiáng)度、低蠕變和光學(xué)透明性，在電子電器、光學(xué)器件等領(lǐng)域大顯身手。但在航空航天、高速軌道交通等高端場景中，它面臨雙重挑戰(zhàn)——既要滿足高防火性、強(qiáng)韌性和低介電損耗等嚴(yán)苛性能要求，又要解決傳統(tǒng)填埋、焚燒處理帶來的塑料污染與能源浪費(fèi)問題，構(gòu)建閉環(huán)回收體系迫在眉睫。 目前改善PC性能的常用方法是添加阻燃劑等功能性助劑，但硅系、磷系等小分子添加劑與PC“兼容性差”，不僅會(huì)讓材料沖擊強(qiáng)度下降15%-30%，還會(huì)因水解問題使介電損耗升高20%-50%。更麻煩的是，這些添加劑難以從PC基體中分離回收，與循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念背道而馳。 液晶聚合物（LCP）因剛性結(jié)構(gòu)具備優(yōu)異的成炭能力和低介電特性，被視為理想改良方案。盡管含磷液晶共聚酯與PC共混能提升阻燃等級(jí)，但大分子LCP與PC的相分離問題導(dǎo)致回收困難。因此，如何在PC分子鏈中直接構(gòu)建LCP結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高性能與可回收性的雙贏，成為行業(yè)亟待突破的關(guān)鍵問題。

二、研究創(chuàng)新與核心發(fā)現(xiàn)1.綠色合成路線與材料設(shè)計(jì)研究團(tuán)隊(duì)提出基于熔融縮聚的一鍋法綠色合成策略，以雙酚A（BPA）、碳酸二苯酯（DPC）為基礎(chǔ)原料，引入4,4'-二羥基二苯甲酮（BHE）與4,4'-二羥基聯(lián)苯（BP）作為介晶單元，通過精確調(diào)控反應(yīng)溫度與壓力（逐步降至100Pa），在無溶劑條件下實(shí)現(xiàn)液晶聚碳酸酯（LCPC）的可控合成。該路線避免傳統(tǒng)光氣法的劇毒風(fēng)險(xiǎn)，原子經(jīng)濟(jì)性達(dá)89%，符合綠色化學(xué)原則。

2.多維度性能協(xié)同提升

LCPC因介晶結(jié)構(gòu)形成典型的晶態(tài)-向列相轉(zhuǎn)變液晶相，賦予材料多維度性能優(yōu)勢。

機(jī)械性能：液晶相在外力作用下自組裝形成微纖絲網(wǎng)絡(luò)，有效分散應(yīng)力集中，其沖擊強(qiáng)度達(dá)40 kJ·m?²，為阻燃PC材料的最高值之一，較傳統(tǒng)PC提升顯著。

防火安全：LCP結(jié)構(gòu)賦予優(yōu)異成炭能力，0.4mm厚度即通過UL-94 V-0認(rèn)證，極限氧指數(shù)（LOI）達(dá)44.9%，峰值熱釋放速率較PC降低62.7%，總煙霧釋放量減少77.3%，實(shí)現(xiàn)高效抑煙阻燃。

回收特性：LCPC可在溫和條件下解聚為初始單體，再聚合的re-LCPC保持與原材相似的綜合性能，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)化學(xué)回收。

3.溫和條件下高效回收LCPC的分子鏈中保留碳酸酯鍵的可斷裂特性，在溫和條件（2mol/L NaOH 水溶液，80℃，4h）下可完全解聚為BPA、BHE、BP等單體，純度達(dá)99.2%。通過再聚合工藝制備的re-LCPC，其力學(xué)性能（拉伸強(qiáng)度76.3MPa，沖擊強(qiáng)度37.5kJ/m²）與阻燃性能（極限氧指數(shù)LOI44.1%）與原材基本一致，實(shí)現(xiàn)材料性能的閉環(huán)保持。該回收工藝的能量消耗較機(jī)械回收降低40%，展現(xiàn)顯著的環(huán)境效益。三、研究結(jié)論本研究利用一鍋綠色熔融聚合工藝成功合成新型液晶聚碳酸酯（LCPC）。LCPC 的液晶相賦予其出色的機(jī)械穩(wěn)定性，沖擊強(qiáng)度達(dá)～40 kJ·m?² 。在防火安全性能上，其極限氧指數(shù)為44.9%，通過多種厚度下的UL-94 V-0認(rèn)證，大幅降低熱釋放和煙霧量。同時(shí)，LCPC能在溫和條件下解聚為原始單體，重新聚合后性能基本不變，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)化學(xué)回收。這一成果為高性能聚碳酸酯材料的多功能化設(shè)計(jì)與可持續(xù)發(fā)展開辟了新路徑。

圖1 LCPC 的合成和基本表征。（a）LCPC 的合成路線。（b）BP、HQ、BHE 和 LCPC 的 FTIR 光譜。（c）260 °C 下 BPA-PC 的 POM 圖像和（d）330 °C 下 LCPC 的 POM 圖像。（e）BPA-PC 和 LCPC 的 WAXD 圖案。（fg）在氮?dú)鈿夥障拢郎厮俾蕿?10 °C min −1 時(shí) BPA-PC 和 LCPC 的 TGA 和 DTG 曲線

圖2 (a)PC和LCPC在 UL-94 試驗(yàn)中的數(shù)碼照片和(b)PC和LCPC的LOI試驗(yàn)結(jié)果；通過CCT獲得的 50kW m −2 熱流密度下PC和LCPC的(c)熱釋放速率曲線、(d)總熱釋放曲線和(e)總煙釋放曲線

圖3 (ac)純PC和(df)LCPC在50kW m −2 熱流密度下進(jìn)行錐形量熱法測試后的炭殘留物的數(shù)碼照片、LSM和SEM顯微照片。(g)CCT后PC和LCPC的拉曼光譜。(h)Py-GC/MS測試獲得的色譜圖。(i)LCPC 阻燃機(jī)理示意圖

圖4 閉環(huán)化學(xué)回收。(a)LCPC化學(xué)解聚過程的數(shù)碼照片。(b)解聚產(chǎn)物的FTIR光譜和(c) 1H NMR 光譜。(d) UL-94測試過程和(e)再聚合 PC 共聚物的LOI測試結(jié)果。(f) LCPC回收示意圖。(g) LCPC 與先前報(bào)道的PC聚合物的總體性能比較