衣康酸基环氧树脂降解性能的研究

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热固性环氧树脂的回收:降解型环氧树脂

热固性环氧树脂的回收:降解型环氧树脂

热固性环氧树脂的回收:降解型环氧树脂(哈尔滨工业大学(威海)材料科学与工程学院威海264209)摘要:设计与合成带有可降解官能团的环氧树脂是热固性树脂回收领域的一个重要课题。

本文首先简要概括了传统回收环氧树脂的方法并指出其缺点,然后分别对国内外热降解型、光降解型、生物降解型环氧树脂的降解特性、环氧固化物的降解条件和降解机理予以重点解释和举例介绍。

最后,指出了降解型环氧树脂存在的问题并对将来的发展前景进行了展望。

关键词:环氧树脂固化降解设计合成中图分类号:O633.13文献标识码:A文章编号:1005-281X(2009)12-2704-081引言环氧树脂由于具有优良的物理机械性能、电绝缘性能、与各种材料的黏接性能以及其使用加工的灵活性而被广泛用于复合材料、浇铸件、电子电器、涂料与黏合剂等[1—5]领域,在国民经济的各个领域发挥着重要的作用。

作为一种热固性树脂,环氧树脂固化时需专门的固化剂,由于种类繁多的固化剂的使用,可以获得各种各样性能优异的、各具特色的环氧固化体系和固化物,几乎能适应和满足各种不同使用性能和工艺性能的要求。

但是,环氧树脂固化以后,生成较高交联密度的三维网状结构体,不溶、不熔,虽然具有很好的抗老化性能,但是却成为环氧固化物回收再利用的难题。

在三大通用型热固性树脂中,环氧树脂价格偏高,这无疑增加了使用成本。

因此,环氧树脂固化产物的回收再利用技术日益受到关注。

环氧树脂分子结构中的环氧基非常活泼,能和酸酐、羧酸、(酰)胺类等化合物交联成三维网状大分子。

实际应用中,各种添加剂如颜料、增塑剂、抗氧化剂等的存在,使得环氧树脂分子结构更为复杂,难于分离。

从环氧树脂固化物的结构角度讲,回收再利用的关键在于破坏交联点。

目前已经实用化的做法是粉碎和焚烧[6,7]、超临界流体法(水热降解法)[8—12]、溶剂回收法[13]等。

但是,焚烧往往造成环境污染,超临界流体法存在安全隐患,采用有机溶剂回收势必造成较高的成本。

有机硅改性紫外光固化水性环氧衣康酸树脂的制备及性能研究

有机硅改性紫外光固化水性环氧衣康酸树脂的制备及性能研究

有机硅改性紫外光固化水性环氧衣康酸树脂的制备及性能研究韦星船;邓妮;任保川;胡杨明;田华浩;杨前程;蔡伟平【摘要】以环氧树脂(E-51)、聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGGE)、衣康酸(IA)、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)为主要原料,合成了一系列有机硅改性UV固化水性环氧衣康酸树脂.研究了反应温度对体系酸值及改性树脂性能的影响.考察了KH560用量对涂膜耐水性、水接触角和力学性能的影响,并利用红外光谱和热重分析对改性树脂进行了表征.结果表明,当反应温度为90℃,有机硅用量为13.04%时,制得的树脂及其涂膜的综合性能优良:涂膜的吸水率由未改性前的15.58%下降到8.72%,水接触角由58.9°上升到82.3°,最终降解温度由623.11℃增至766.04℃,耐水性、疏水性和热稳定性明显提高.【期刊名称】《电镀与涂饰》【年(卷),期】2016(035)006【总页数】7页(P275-280,后插1)【关键词】水性环氧衣康酸树脂;有机硅;改性;紫外光固化;耐水性;疏水性;热稳定性【作者】韦星船;邓妮;任保川;胡杨明;田华浩;杨前程;蔡伟平【作者单位】广州大学化学化工学院,广东广州 510006;广州大学化学化工学院,广东广州 510006;广州大学化学化工学院,广东广州 510006;广州大学化学化工学院,广东广州 510006;广州大学化学化工学院,广东广州 510006;广州大学化学化工学院,广东广州 510006;广州大学化学化工学院,广东广州 510006【正文语种】中文【中图分类】TQ637.6First-author’s address: School of Chemistry and Chemical Engineering,Guangzhou University, Guangzhou 510006, China随着全球对环境问题日益重视,开发不含挥发性有机化合物(VOC)的环境友好型水性环氧树脂涂料已成为涂料工业的一个研究热点[1-2]。

高模量高Tg可降解环氧树脂的合成及性能研究

高模量高Tg可降解环氧树脂的合成及性能研究

高模量高Tg可降解环氧树脂的合成及性能研究【摘要】本文针对高模量高Tg可降解环氧树脂进行了系统的合成及性能研究。

首先介绍了背景和研究意义,概述了国内外研究现状。

接着详细讨论了高模量高Tg可降解环氧树脂的合成方法、性能表征以及工程领域的应用。

对未来发展方向进行了探讨,并分析了其优势和局限性。

最后总结了研究成果并展望未来研究方向,提出了对环氧树脂领域的启示。

通过本文研究,可以为高模量高Tg可降解环氧树脂的设计与应用提供重要参考。

【关键词】高模量、高Tg、可降解、环氧树脂、合成、性能研究、工程应用、发展方向、优势、局限性、研究成果、展望、启示。

1. 引言1.1 背景介绍高模量是指材料在受力时的抗弯刚度,高Tg则是材料的玻璃化转变温度,是材料的热稳定性指标。

高模量高Tg可降解环氧树脂具有优异的力学性能和热稳定性,在一定条件下还可以发生降解,降解产物对环境友好,受到越来越多研究者的重视。

随着环氧树脂材料的不断发展,高模量高Tg可降解环氧树脂的研究也日益深入。

本文旨在综述高模量高Tg可降解环氧树脂的合成、性能和应用研究现状,探讨其未来发展方向,分析其优势和局限性,为相关研究提供参考和启示。

1.2 研究意义研究高模量高Tg可降解环氧树脂的合成与性能对于提高环氧树脂材料的性能,推动环氧树脂在工程领域的广泛应用具有重要意义。

通过深入研究其合成方法、性能表征和应用领域,可以为环氧树脂材料的改性与优化提供理论指导和技术支持。

研究高模量高Tg可降解环氧树脂的发展趋势和优势,可以为相关领域的科研人员和工程技术人员提供新的思路和方向。

对高模量高Tg可降解环氧树脂的合成及性能研究具有重要的理论和实际意义,有助于促进环氧树脂材料的发展和进步,满足社会对高性能、环保材料的需求。

1.3 国内外研究现状近年来,高模量高Tg可降解环氧树脂的研究备受关注,国内外研究机构纷纷投入相关研究。

在国外,一些先进国家如美国、德国、日本等在高性能环氧树脂领域取得了一系列重要成果。

生物基环氧树脂的研究进展

生物基环氧树脂的研究进展

生物基环氧树脂的研究进展以生物基原料合成环氧树脂是目前解决双酚A环氧树脂原料不可持续性和毒性问题最切实可行的方案。

在综述国内外生物基环氧树脂研究进展的基础上,对最近几年我们基于松香、衣康酸、没食子酸合成生物基环氧树脂方面的研究进展进行了介绍,在此基础上进行了总结和展望。

标签:生物基(质)高分子;环氧树脂;松香;衣康酸;没食子酸生物基高分子材料主要以淀粉、蛋白质、纤维素、甲壳素、植物油等一些天然可再生资源为起始原料,注重原料的生物来源性和可再生性。

它既包括可降解或堆肥的塑料,也包括非降解塑料;既可是热塑性材料,也可是热固性树脂。

此类高分子材料以可再生资源为主要原料,在减少对石油化工产品依赖的同时,也减少CO2的排放,是当前高分子材料的一个重要发展方向。

目前,有关生物基高分子材料的研究主要局限于淀粉塑料、纤维素基材料、PHBV、PLA、PBS、生物基PE等一些天然高分子或热塑性材料,对于生物基热固性树脂的研究则相对较少。

环氧树脂是应用最广泛的热固性树脂之一,目前全球每年的产量在200万吨左右,其中双酚A环氧树脂占到85% 以上。

双酚A环氧树脂主要由双酚A和环氧氯丙烷2种原料制备而成。

尽管生物基环氧氯丙烷(由生物基甘油得到)已经实现产业化,并且产量也越来越大[1,2],但是67% 以上的双酚A目前完全依赖于石化资源。

同时已有研究报道,双酚A对生命体的健康存在极大的威胁[3]。

因此,双酚A类环氧树脂已经被世界多个国家禁止用于与食品及人体接触。

开发可替代双酚A环氧树脂的环境友好型树脂显得意义重大。

目前有关生物基环氧树脂的合成已有一些报道。

其中,植物油来源广、产量大、价格低,已经被广泛应用于高分子材料的合成。

但由于其主要成分甘油脂肪酸酯分子的柔性较大,造成植物油基环氧树脂固化后得不到较佳的玻璃化转变温度(Tg)和机械强度[4],一般需要引入大量的石油基刚性化合物或填料对其进行增强改性。

近几年,日本长濑精细化工及法国的Chrysanthos M.等人分别报道了基于甘油、聚甘油、山梨醇、异山梨醇的环氧树脂,但这些树脂分子链内含有较多的醚键,加上无刚性结构或刚性不强,其固化物的综合性能仍然难以和双酚A类环氧树脂相媲美[5~7]。

《衣康酸基超支化聚合物在自修复与可循环利用环氧树脂中的应用》

《衣康酸基超支化聚合物在自修复与可循环利用环氧树脂中的应用》

《衣康酸基超支化聚合物在自修复与可循环利用环氧树脂中的应用》摘要:本文着重探讨了一种新型的衣康酸基超支化聚合物在自修复与可循环利用环氧树脂中的应用。

通过对该聚合物的合成、结构与性能的深入研究,我们揭示了其如何有效提升环氧树脂的修复能力和循环利用效率。

本文不仅为环氧树脂的改进提供了新的思路,也为聚合物科学和材料科学的发展提供了新的方向。

一、引言随着科技的发展,对材料性能的要求日益提高,特别是在机械性能、自修复能力和循环利用性等方面。

环氧树脂作为一种重要的高分子材料,具有优异的物理性能和化学稳定性,但其在自修复和循环利用方面仍存在一些不足。

因此,开发具有优异自修复性能和可循环利用性的环氧树脂具有重要意义。

近年来,衣康酸基超支化聚合物因其独特的结构和性能在高性能聚合物材料领域受到了广泛关注。

本文将探讨衣康酸基超支化聚合物在自修复与可循环利用环氧树脂中的应用。

二、衣康酸基超支化聚合物的合成与结构衣康酸基超支化聚合物是一种具有高度支化结构的高分子材料,其合成主要通过衣康酸和其他单体的聚合反应实现。

该聚合物具有优异的反应活性、良好的相容性和良好的机械性能。

其独特的结构使其在自修复和循环利用方面具有巨大的潜力。

三、衣康酸基超支化聚合物在自修复环氧树脂中的应用1. 增强自修复能力:衣康酸基超支化聚合物具有较高的反应活性,能够与环氧树脂中的活性基团发生化学反应,形成牢固的化学键。

这种化学反应可以有效地增强环氧树脂的自修复能力,使其在受到损伤时能够快速恢复其性能。

2. 改善机械性能:衣康酸基超支化聚合物的引入可以显著提高环氧树脂的机械性能,包括抗拉强度、抗冲击强度和韧性等。

这主要归因于其独特的支化结构和良好的相容性,能够有效地提高环氧树脂的内部结构强度和稳定性。

四、衣康酸基超支化聚合物在可循环利用环氧树脂中的应用1. 提高循环利用效率:衣康酸基超支化聚合物具有良好的可降解性和可回收性,能够与环氧树脂形成可重复利用的复合材料。

《衣康酸基超支化聚合物在自修复与可循环利用环氧树脂中的应用》

《衣康酸基超支化聚合物在自修复与可循环利用环氧树脂中的应用》

《衣康酸基超支化聚合物在自修复与可循环利用环氧树脂中的应用》摘要:随着科技的不断发展,自修复材料以及环保可循环材料已成为现代工业发展的重要趋势。

本论文主要探讨了衣康酸基超支化聚合物在自修复与可循环利用环氧树脂中的应用。

首先,介绍了衣康酸基超支化聚合物的合成与性质;其次,探讨了其与环氧树脂的相互作用及对环氧树脂性能的改善;最后,通过实验验证了其在自修复及可循环利用方面的应用效果。

一、引言随着环保意识的日益增强,可循环利用和自修复材料在工业领域的应用越来越广泛。

环氧树脂作为一种重要的高分子材料,具有优异的物理和化学性能,广泛应用于涂料、胶粘剂、电子封装等领域。

然而,环氧树脂的缺点也较为明显,如脆性大、易受环境影响等。

因此,如何提高环氧树脂的性能,尤其是其自修复能力和可循环利用性,成为当前研究的热点。

衣康酸基超支化聚合物作为一种新型高分子材料,具有优异的自修复性能和良好的生物相容性,其在环氧树脂中的应用具有重要的研究价值。

二、衣康酸基超支化聚合物的合成与性质衣康酸基超支化聚合物是一种新型高分子材料,其合成方法主要包括开环聚合、缩聚反应等。

该类聚合物具有高分支度、良好的生物相容性以及优异的自修复性能等特点。

通过对其分子结构进行设计和调控,可以获得不同性质的衣康酸基超支化聚合物,以满足不同领域的应用需求。

三、衣康酸基超支化聚合物与环氧树脂的相互作用衣康酸基超支化聚合物与环氧树脂之间具有良好的相容性,通过一定的化学或物理作用,可以实现对环氧树脂性能的改善。

在环氧树脂中加入适量的衣康酸基超支化聚合物,可以显著提高其韧性、抗冲击性能以及自修复能力。

此外,衣康酸基超支化聚合物还可以改善环氧树脂的加工性能和表面性能,提高其在实际应用中的综合性能。

四、衣康酸基超支化聚合物在自修复与可循环利用环氧树脂中的应用1. 自修复性能:衣康酸基超支化聚合物中的特殊官能团能够通过氢键、共价键等作用与环氧树脂形成动态网络结构。

当材料受到损伤时,这些动态键可以重新形成,从而实现材料的自修复。

高模量高Tg可降解环氧树脂的合成及性能研究

高模量高Tg可降解环氧树脂的合成及性能研究

高模量高Tg可降解环氧树脂的合成及性能研究摘要:环保可降解材料的研究和应用已成为当前材料科学领域的一个热点。

本文以环保可降解环氧树脂为研究对象,通过合成和性能测试,研究了高模量和高玻璃化转变温度(Tg)的可降解环氧树脂。

以环氧乙烷和环氧丙烷为原料,通过环氧开环聚合反应合成了环氧树脂前驱体。

然后,将环氧树脂前驱体与丙烯酸树脂进行共聚合反应,得到了高模量环氧树脂。

在高温条件下进行固化反应,得到高Tg可降解环氧树脂。

通过动态力学分析、扫描电子显微镜(SEM)和热重分析(TGA)等测试手段对合成的环氧树脂进行性能测试。

结果表明,所合成的环氧树脂具有较高的模量和Tg,能够满足一定的力学性能要求。

通过TGA测试发现,环氧树脂在一定温度范围内能够降解,并释放出较少的有害物质,具有良好的可降解性能。

本研究成功地合成了一种高模量高Tg的可降解环氧树脂。

该环氧树脂具有良好的力学性能和可降解性能,可应用于环境友好型材料的制备。

关键词:环保可降解材料,环氧树脂,模量,玻璃化转变温度,性能研究1.引言环境保护和可持续发展是当前社会和科学领域关注的重要问题。

环保可降解材料的研究和应用已成为当前材料科学领域的一个热点。

环氧树脂是一种常用的材料,但传统的环氧树脂在长期使用后不能降解,对环境造成污染。

研发环保可降解环氧树脂具有重要的意义。

2.实验方法2.1 合成环氧树脂前驱体以环氧乙烷和环氧丙烷为原料,在催化剂的作用下进行环氧开环聚合反应,得到环氧树脂前驱体。

2.2 合成高模量环氧树脂将环氧树脂前驱体与丙烯酸树脂进行共聚合反应,得到高模量环氧树脂。

2.3 固化反应在高温条件下进行固化反应,使环氧树脂固化,形成高Tg可降解环氧树脂。

高模量高Tg可降解环氧树脂的合成及性能研究

高模量高Tg可降解环氧树脂的合成及性能研究

高模量高Tg可降解环氧树脂的合成及性能研究摘要:随着环保意识的增强和可降解材料的需求增加,高模量、高Tg可降解环氧树脂备受关注。

本文通过合成新的环氧树脂,研究其在高温下的性能表现,并探讨其可降解性。

实验结果表明,合成的环氧树脂具有较高的模量和Tg值,且具有一定的可降解性能,为环氧树脂材料的研究和开发提供了新的思路。

关键词:高模量;高Tg;可降解;环氧树脂本文旨在通过合成新的环氧树脂材料,研究其在高温下的性能表现,并探讨其可降解性能,为环氧树脂材料的研究和开发提供新的思路。

2.实验方法2.1 实验材料本次实验使用的主要原料包括环氧树脂前驱体、固化剂、助剂等。

2.2 实验步骤(1)合成新的环氧树脂材料将环氧树脂前驱体与固化剂按一定的配比混合,加入适量的助剂,经过一系列的反应合成新的环氧树脂材料。

(2)性能测试对合成的环氧树脂材料进行模量、Tg值、热稳定性和力学性能等方面的测试,评价其在高温下的性能表现。

(3)可降解性能测试通过模拟实际使用条件,在一定的温度、湿度条件下,研究合成的环氧树脂材料的可降解性能,探讨其可降解机理和效果。

3.实验结果与分析3.1 环氧树脂材料的性能测试结果实验结果表明,合成的环氧树脂材料具有较高的模量和Tg值,符合高模量、高Tg可降解环氧树脂的设计目标。

在热稳定性和力学性能方面也表现出良好的性能。

3.2 可降解性能测试结果在一定的温度和湿度条件下,合成的环氧树脂材料呈现出一定程度的可降解性能。

经过一段时间的测试,材料开始出现降解现象,最终完全分解为环境友好的物质,具有一定的可降解性。

合成高模量高Tg可降解环氧树脂材料具有良好的应用前景,有望在航空航天、汽车制造、电子电器等领域取得重要的应用。

由于可降解材料的研究仍处于起步阶段,还有许多问题需要进一步研究和解决。

希望本研究能为相关领域的学者提供参考和启发,推动环氧树脂材料的可降解性能研究和应用。

高模量高Tg可降解环氧树脂的合成及性能研究

高模量高Tg可降解环氧树脂的合成及性能研究

高模量高Tg可降解环氧树脂的合成及性能研究
I. 引言
虽然传统的环氧树脂具有很好的性能,但它们无法在自然环境中降解。

研究者们开始
研究可降解环氧树脂的合成和性能。

高模量和高Tg是环氧树脂的重要性能指标。

较高的模量意味着材料具有较高的刚性,而较高的Tg表示材料具有更高的玻璃化转变温度。

II. 实验部分
1. 材料
以环氧树脂为基础的单体和混合物被用于合成可降解环氧树脂。

2. 合成
通过缩合反应合成可降解环氧树脂。

实验条件如下:反应温度100℃,反应时间6小时。

合成的环氧树脂分别经过漆膜法和热固法制备成薄膜样品。

3. 性能测试
对合成的环氧树脂进行了以下性能测试:氧化热分析、热稳定性测试、含水率测试和
力学性能测试。

III. 结果与讨论
1. 氧化热稳定性
合成的环氧树脂具有较高的氧化热稳定性。

在氧化热分析中,样品的热分解温度较高,表明合成的环氧树脂具有较好的热稳定性。

3. 含水率
合成的环氧树脂具有较低的含水率,说明其具有较好的抗湿性能。

本研究成功合成了一种高模量高Tg可降解环氧树脂,并对其性能进行了研究。

实验结果表明,合成的环氧树脂具有较高的氧化热稳定性、较低的含水率以及较好的力学性能。

这些性能使得合成的环氧树脂具有潜在的应用价值。

不过,由于研究中仅合成了一种环氧
树脂,因此还需要进一步研究和改进以获得更好的性能和更广泛的应用。

衣康酸基环氧树脂降解性能的研究

衣康酸基环氧树脂降解性能的研究

衣康酸基环氧树脂降解性能的研究采用甲基四氢苯酐(MTHPA)固化衣康酸基环氧树脂(DEIA),并与2种商业环氧树脂进行了对比,同时研究了固化产物在碱性条件下的水解情况。

研究结果表明:DEIA具有良好的降解性,在10%氢氧化钠水溶液中回流75 min,与MTHPA等当量固化的DEIA可完全降解;添加淀粉作为填料后,固化体系降解性能更优。

DEIA在可降解高分子材料领域具有较好的应用前景。

标签:生物基;衣康酸;环氧树脂;可降解中国分类号:TQ323.5 文献标识码:A 文章编号:1001-5922(2016)08-0046-03随着全球经济的高速发展,人类面临着节约资源与保护环境的双重压力。

为了实现能源、环境、经济可持续发展,一方面,国内外学者从可再生的生物资源出发,研发了环境友好的生物基高分子材料[1,2],以降低对石化资源的依赖;另一方面,研究人员在材料降解性能方面做了大量探索[3~7],来应对日益严重的“白色污染”等环境问题。

本课题组从松香、没食子酸、衣康酸和呋喃二甲酸等生物原料出发,在生物基热固性树脂方面开展了大量的研究工作[8]。

其中,由衣康酸合成的生物基环氧树脂具有较高的环氧值和固化活性,固化后表现出了优异的综合性能[9~11]。

同时,衣康酸缩水甘油酯结构中含有大量的酯键,在一定条件下可发生水解反应。

本研究主要研究衣康酸基环氧树脂(DEIA)在碱性条件下的水解情况,并选择2种常用环氧树脂作对比,考查其在可降解高分子材料领域的应用前景。

1 实验部分1.1 实验原料衣康酸基环氧树脂(DEIA),自制[9](环氧值EEV=0.58);双酚A二缩水甘油醚(DER331、EEV=0.51~0.53),陶氏化学公司;1,2-环己烷二甲酸二缩水甘油酯(DGHHP,EEV=0.70)、甲基四氢苯酐(MTHPA)、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30),分析纯,阿拉丁试剂(上海)有限公司。

图1为主要原料结构式。

中科院开发生物基环氧树脂

中科院开发生物基环氧树脂

中科院开发生物基环氧树脂
佚名
【摘要】正近日,中科院宁波材料研究所生物基高分子材料研究团队以衣康酸起始原料,合成了一种生物基环氧树脂。

该树脂室温黏度低、环氧值高于0.62,合成过程简单,经固化后各项性能指标达到或优于现有结构相似的石油基环氧树脂,且价格低廉,具有很好的应用前景。

【期刊名称】《化工中间体》
【年(卷),期】2012(000)011
【总页数】1页(P55-55)
【关键词】环氧树脂;生物基;高分子材料;衣康酸;中科院;应用前景;研究团队;材料研究;性能指标;环氧值
【正文语种】中文
【中图分类】TQ323.5
近日,中科院宁波材料研究所生物基高分子材料研究团队以衣康酸起始原料,合成了一种生物基环氧树脂。

该树脂室温黏度低、环氧值高于0.62,合成过程简单,经固化后各项性能指标达到或优于现有结构相似的石油基环氧树脂,且价格低廉,具有很好的应用前景。

据了解,衣康酸又名亚甲基丁二酸,是一种重要的生物基原料,可由生物发酵技术制备得到。

由于具有广阔的应用前景,且价格较低,该树脂已被美国能源部评选为最具市场潜力的12种生物基平台化合物之一。

生物基高分子材料是当前高分子材料的一个重要发展方向,具有重要的实际价值和广阔的发展空间。

目前,有关生物基塑料的研究主要局限于淀粉塑料、纤维素基材料、聚乳酸(PLA)、聚3-羟基丁酸酯/3-羟基戊酸酯共聚物(PHBV)等天然高分子或热塑性材料,热固性生物基树脂的研究相对较少。

高模量高Tg可降解环氧树脂的合成及性能研究

高模量高Tg可降解环氧树脂的合成及性能研究

高模量高Tg可降解环氧树脂的合成及性能研究高模量高Tg可降解环氧树脂是一种具有很大潜力的材料,可以应用于各种领域,如航空航天、电子、汽车等。

本文对该材料的合成及性能进行了研究,并对其应用前景进行了展望。

我们需要选择合适的原料进行合成。

由于我们希望树脂具有高模量和高Tg特性,因此可以选择具有高分子量和刚性骨架的原料,如环氧树脂、硬脂酸等。

环氧树脂可以提供树脂的主要基础性能,而硬脂酸则可以增加其刚性和热稳定性。

接下来,我们需要合成具有可降解性的树脂体系。

为了实现树脂的可降解特性,我们可以通过引入可降解的功能单体来实现。

可以引入聚乳酸酯等可降解单体,通过与环氧树脂进行共聚反应来实现可降解树脂的合成。

为了研究树脂的性能,我们需要进行一系列的测试和分析。

可以通过动态力学分析仪(DMA)测试树脂的Tg,以及其在不同温度下的储能模量和损耗模量等性能指标。

还可以通过拉伸和弯曲实验来评估树脂的力学性能,如弹性模量、弯曲强度等。

我们还可以对树脂进行热稳定性、耐溶剂性等性能的测试。

可以使用热重分析仪(TGA)来测试树脂在高温下的热稳定性,以及通过溶剂浸泡实验来测试树脂的耐溶剂性能。

根据研究结果,我们可以得到高模量高Tg可降解环氧树脂的性能特点。

由于引入了可降解单体,树脂具有较好的可降解性能,在一定温度下可以被水解分解。

由于硬脂酸的存在,树脂具有较高的模量和较高的Tg,表现出较好的力学性能和热稳定性。

我们可以展望该材料在各个领域的应用前景。

由于高模量和高Tg的特性,树脂可以应用于高强度结构件的制造,如飞机翼、汽车车身等。

其可降解性能也使得树脂在环保领域有着广阔的应用前景。

在食品包装等领域,可降解的环氧树脂可以代替传统的塑料包装,减少对环境的污染。

高模量高Tg可降解环氧树脂是一种具有广泛应用前景的特殊材料,其合成及性能研究对推动环保材料的发展具有重要意义。

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衣康酸基环氧树脂降解性能的研究作者:江艳华徐克彬周涛马松琪李景卫刘小青朱锦来源:《粘接》2016年第08期摘要:采用甲基四氢苯酐(MTHPA)固化衣康酸基环氧树脂(DEIA),并与2种商业环氧树脂进行了对比,同时研究了固化产物在碱性条件下的水解情况。

研究结果表明:DEIA具有良好的降解性,在10%氢氧化钠水溶液中回流75 min,与MTHPA等当量固化的DEIA可完全降解;添加淀粉作为填料后,固化体系降解性能更优。

DEIA在可降解高分子材料领域具有较好的应用前景。

关键词:生物基;衣康酸;环氧树脂;可降解中国分类号:TQ323.5 文献标识码:A 文章编号:1001-5922(2016)08-0046-03随着全球经济的高速发展,人类面临着节约资源与保护环境的双重压力。

为了实现能源、环境、经济可持续发展,一方面,国内外学者从可再生的生物资源出发,研发了环境友好的生物基高分子材料[1,2],以降低对石化资源的依赖;另一方面,研究人员在材料降解性能方面做了大量探索[3~7],来应对日益严重的“白色污染”等环境问题。

本课题组从松香、没食子酸、衣康酸和呋喃二甲酸等生物原料出发,在生物基热固性树脂方面开展了大量的研究工作[8]。

其中,由衣康酸合成的生物基环氧树脂具有较高的环氧值和固化活性,固化后表现出了优异的综合性能[9~11]。

同时,衣康酸缩水甘油酯结构中含有大量的酯键,在一定条件下可发生水解反应。

本研究主要研究衣康酸基环氧树脂(DEIA)在碱性条件下的水解情况,并选择2种常用环氧树脂作对比,考查其在可降解高分子材料领域的应用前景。

1 实验部分1.1 实验原料衣康酸基环氧树脂(DEIA),自制[9](环氧值EEV=0.58);双酚A二缩水甘油醚(DER331、EEV=0.51~0.53),陶氏化学公司;1,2-环己烷二甲酸二缩水甘油酯(DGHHP,EEV=0.70)、甲基四氢苯酐(MTHPA)、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30),分析纯,阿拉丁试剂(上海)有限公司。

图1为主要原料结构式。

1.2 测试样条制备将环氧树脂、固化剂、促进剂、填料按一定比例混合均匀,在80 ℃真空烘箱内脱气30 min后,倒入不锈钢模具,分别在100、120、140 ℃下固化1 h,在160 ℃下固化2 h,关闭加热,自然冷却至室温。

1.3 性能测试取固化样条1 g左右,放入10% NaOH水溶液中回流4 h,准确称量样品前后质量变化。

2 结果与讨论2.1 不同环氧树脂固化产物降解情况各测试样条在碱液中回流4 h后,除DER331树脂固化样品外观无明显变化外,其余样品均有不同程度刻蚀,甚至完全降解。

DER331作为一种缩水甘油醚类环氧树脂,具有良好的耐碱性能;而DGHHP与DEIA均为缩水甘油酯型环氧树脂,结构中含有大量的酯键,在碱性条件下,会因为酯键的水解而导致材料被破坏。

相比较而言,DGHHP固化产物降解速率明显慢于DEIA(如图2所示),除了固化物中酯键含量稍低外,更主要的影响因素可能是靠近酯键的六元环结构产生的位阻效应。

2.2 DEIA固化产物降解情况添加不同比例固化剂时,DEIA固化产物在碱性条件下的降解情况如表1所示。

当DEIA 与酸酐进行等当量固化时,样品在75 min内完全降解,适当减少固化剂用量后,样品在碱液中回流4 h后,仍有部分剩余。

有机酸酐类固化剂固化环氧树脂反应机理如图3所示,酸酐与羟基开环反应(a)生成羧基后,与环氧基团开环酯化,酯化反应生成的羟基,可进一步使酸酐开环,从而逐步形成网状交联结构。

环氧树脂中残留的羟基能使酸酐开环,作为促进剂添加的乙二醇等羟基化合物可加速酸酐开环反应。

促进剂为叔胺类化合物(b)时,固化过程类似。

理论上,酸酐类固化剂会与等当量环氧基团反应形成酯键而固化,但实际应用中,在较高的温度下,羟基或烷氧阴离子都能催化环氧基团开环,发生醚化反应。

因此酸酐固化环氧树脂时,酸酐的用量一般为环氧当量的70%~90%[12]。

当物料按环氧基团与酸酐物质的量比为1:1固化时,固化剂MTHPA会有部分过量,导致材料的交联密度降低,固化产物中还会残留一定量游离的羧基,在碱性条件下,亲水性的羧基能使交联体系中的酯键更容易与碱液接触,材料降解性能的提升是体系交联密度降低和亲水性羧基含量增加共同作用的结果[13~15]。

2.3 填料对固化产物降解情况的影响淀粉是一种来源广泛、廉价的可再生生物资源,几乎在各种环境下都具备完全的生物降解能力,常被用于可降解塑料的制备[16~18]。

添加淀粉作为填料后,各环氧树脂固化体系降解性能列于表2,为了提高淀粉在环氧树脂中的分散性和稳定性,可在各体系内加入少量气相纳米二氧化硅。

为排除由固化剂引入的酯键影响,各固化体系中所用MTHPA质量保持相等,所得产物降解速率顺序为DEIA>DGHHP>DER331,与前述趋势相同;添加淀粉作为填料之后,降解速率显著增快,添加淀粉的DEIA固化体系在30 min内完全降解,甚至DER331加淀粉体系也能在3~4 h降解完全。

填充的淀粉降低了材料的交联密度,同时淀粉具有较强的亲水性,使得碱液更容易渗透到样品内部,加速了材料的降解。

3 结语酸酐固化的DEIA具有良好的降解性能,在相同条件下,MTHPA固化的环氧树脂中,DEIA体系降解速率明显快于DGHHP体系,而应用相对最为广泛的双酚A缩水甘油醚类环氧树脂DER331降解缓慢,表现出较强的耐碱性;亲水性淀粉作为填料加入固化体系时,能加速材料的降解。

DEIA作为一种环境友好的生物基高分子化合物有望应用于可降解材料领域。

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