近日,昆明学院建筑工程学院王盘盘博士等在中科院一区TOP期刊《Construction and Building Materials》在线发表了题为“Graphene oxide-enabled reactive bridging networks in high-performance epoxy asphalt”(原文链接:https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2026.147876)研究成果。该论文由昆明学院建筑工程学院王盘盘老师为第一作者,昆明学院为第一单位。


本研究针对环氧沥青中固化环氧相易形成离散域、界面相容性差、荷载传递效率低,以及长期存在“高强度-低柔韧”难以兼顾等难题,构建了氧化石墨烯(GO)辅助反应性桥接网络调控框架,提出并验证了一种“反应锚定-网络桥接”的连续交联结构。研究团队通过密度泛函理论、分子动力学模拟与实验验证相结合,揭示了GO表面含氧官能团与环氧树脂(DGEBA)发生开环接枝,残余环氧基进一步与甲基四氢苯酐(MTHPA)固化反应,从而将离散环氧域连接为连续GO-ER/沥青共价交联网络。模拟结果表明,随着交联度增加,会降低自由体积和分子迁移率,并增强分子间相互作用,从而促进形成更致密、更连续的网络。荧光显微镜观察显示,体系从分散域逐渐演变为稳定的互连形态,而环氧基转化率在240分钟时达到91.1%,此后基本保持稳定。网络的形成伴随着储存稳定性、流变行为和力学性能的改善,拉伸强度达到7.60 MPa,在2.5%应变下的疲劳寿命提高了137%。
该成果不仅为高性能环氧沥青材料的分子级界面调控提供了理论依据,也为钢桥面铺装、重载路面等基础设施的耐久性提升提供了方法学参考,研究方法可推广应用于多组分热固性沥青材料、纳米复合改性沥青以及极端环境下道路工程材料的设计与优化,具有广泛的应用前景。
该论文的发表标志着我校在道路材料与纳米复合材料交叉领域的研究取得重要进展,有力提升了我校在相关学科领域的学术影响力。