隨著人們對生物基高分子材料研究的日益廣泛和深入,生物基熱固性樹脂作為生物基高分子材料的一個(gè)重要品類也逐步為大家所接受和重視。但是,如何通過生物基平臺化合物的選擇、分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和調(diào)控實(shí)現(xiàn)其高性能化、功能化和適用化一直是一個(gè)難點(diǎn)問題。
中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所生物基高分子材料研究團(tuán)隊(duì)在國內(nèi)率先布局和開展了生物基熱固性樹脂的研究方向,近幾年來,在基于松香酸、植物油、衣康酸、大豆蛋白質(zhì)等的高性能生物基環(huán)氧樹脂研究方面取得了系列進(jìn)展。
衣康酸,又名亞甲基丁二酸,由于它特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)、較低的價(jià)格和成熟的生物發(fā)酵生產(chǎn)工藝,被認(rèn)為是一種具有廣闊應(yīng)用前景的生物基平臺化合物。寧波材料所生物基高分子材料研究團(tuán)隊(duì)以它為原料,通過調(diào)節(jié)其環(huán)氧化程度和活性官能團(tuán)密度,成功得到了玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和模量分別達(dá)到130.4 °C、87.5 MPa、152.4 MPa 和3400 MPa 的環(huán)氧樹脂EIA,并通過環(huán)氧開環(huán)和雙鍵聚合的雙重固化,實(shí)現(xiàn)了綜合性能的可控與可調(diào);通過雙鍵的直接環(huán)氧化,合成了三官能度生物基脂肪環(huán)氧樹脂TEIA;同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高環(huán)氧值、極低粘度與高熱力學(xué)性能。該樹脂表現(xiàn)出比普通石油基環(huán)氧樹脂更好的熱力學(xué)性能和加工性能。通過碳?xì)浼映?,?,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物接枝到衣康酸環(huán)氧樹脂上,得到了具有自阻燃性能的含磷環(huán)氧樹脂EADI,它可單獨(dú)用于自阻燃樹脂或活性環(huán)氧樹脂阻燃劑。