随着碳纤维增强聚合物基复合材料(CFRP)在各领域的大量应用,其回收再利用已成为了备受关注的热点问题。目前纤维复合材料的回收利用,大都舍弃树脂基体,回收其中利用价值更高的纤维材料。随着材料技术水平的进步和环保要求的提高,如何从源头设计具有绿色可回收的热固性树脂基体势在必行,无论从资源循环利用还是从环境保护的角度来看,对于真正实现碳纤维/热固性树脂基复合材料循环利用的全生命周期具有非常重要的意义。本文基于可交换酯键的设计原理,针对双酚A环氧/脂肪酸与双酚A环氧/酸酐的两大典型体系,系统研究了温度、压力或溶剂等众多因素作用下两个体系的可回收、可修复性能与相应化学机理及其形状记忆行为,为实现CFRP中纤维和树脂基体的100%回收和全生命周期利用提供了可行的科学途径。主要工作如下:1.基于可交换酯键设计了双酚A环氧/脂肪酸体系,系统研究了锌盐催化剂对树脂体系的影响规律,并考察了获得的回收性能及形状记忆行为。研究表明,随着锌盐催化剂含量的增加,环氧树脂的DSC固化放热峰降低,拉伸性能和玻璃化转变温度(Tg)均呈现出上升趋势。双酚A环氧/脂肪酸体系能够在180 ℃、10 MPa条件下实现热压回收,在180 ℃条件下实现自修复和粘接,采用富含羟基的乙二醇溶剂实现溶剂回收,其机理为:在Tg温度以上,分子链段实现运动,在催化剂作用下,分子链的端羟基与分子链中的酯键接触形成不稳定的中间态,进而形成新的端羟基和新的酯键,达到自修复、可回收的效果。同时,研究还发现基于高温下树脂体系的应力松弛行为,双酚A环氧/脂肪酸体系能够在70 ℃下实现形状记忆性能,并具有较好的形状回复率。2.基于可交换酯键设计了双酚A环氧/酸酐体系,系统研究了锌盐催化剂对树脂体系的影响规律,并考察了获得的回收性能及形状记忆为。研究表明,随着锌盐催化剂含量的增加,环氧树脂的DSC固化放热峰降低,拉伸性能和玻璃化转变温度(Tg)均呈现出上升趋势。基于同样的动态酯键交换机理,探究了双酚A环氧/酸酐树脂体系的热压回收可能性。同时,研究还发现基于高温下树脂体系的应力松弛行为,双酚A环氧/酸酐体系能够在100 ℃下实现形状记忆性能,并具有较好的形状固定率。