高分子科学前沿3月31日讯：环氧树脂是制备涂料、粘合剂和复合材料等最重要的功能单体之一，通常经过热固化或光固化来实现交联，形成热固性环氧树脂。但是这两种固化方法在应用的同时也存在比较明显的缺点，比如热固化需要将环氧树脂单体(尤其是双酚A型)与固化剂混合均匀后在很高的温度下进行长时间固化，对能量消耗量较大；光固化时由于光辐射只能穿透表面很薄的一层树脂，导致以光固化制备的环氧目前只局限用于涂覆邻域。另一个共同的缺点是当树脂与固化剂混合后形成的预料在室温下会缓慢聚合，不能够长期储存；同时，当添加填料制备复合材料时，高含量填料会导致体系粘度急剧增大，不利于加工，制备的复合材料也会有较多的缺陷而影响力学性能。因此，开发一种新的加工成型方法/工艺对于制备高性能环氧基复合材料而言具有重要意义。

基于此，维也纳工业大学Robert Liska教授团队采用自由基诱导阳离子前端聚合法，在不用外部加热的条件下，以聚合过程中自身产生的热量来驱动环氧聚合(固化)，极大的简化了生产工艺和节约了能源的消耗。利用此方法可以制备高填料含量的的环氧基复合材料，例如最大含74vol%玻璃微球、28.7 vol%石墨、39.6 vol%碳纤维短纤、23.4 vol%云母以及29.7 vol%铝的复合材料均可成功制备得到；同时，利用该方法制备的碳纤维纺织布/环氧复合材料与用传统热固化制备的复合材料具有相似的力学性能，可以在实际应用中得到大面积推广。该研究成果以题为“Radical induced cationic frontal polymerization for preparation of epoxy composites”的论文发表在《Composites Part A: Applied Science and Manufacturing》上。

作者探究了不同反应稀释剂对RICFP固化双酚A型环氧的影响，发现EOM是综合效果最佳的反应性稀释剂，可以有效地降低体系粘度并提高反应活性。然后作者将RICFP法应用于制备环氧基复合材料，发现该方法可以大幅度提高填料的含量，同时可以保持和传统热固化相似的优异机械性能，在未来会作为一种非常节能的固化方式而得到广泛的应用。