腰果酚衍生物的制備及其在環(huán)氧樹脂領域的應用研究.pdf

1、腰果酚從可再生天然木本原料腰果殼液中提取而來，是一種間位上含有0～3個不飽和度的長碳鏈的天然酚類化合物。腰果酚作為一種來源豐富、價格低廉的可再生資源，可以替代多種化石原料，主要應用于涂料、黏合劑、摩擦材料、高分子助劑及其他生物基高分子材料等領域。本文以可再生資源腰果酚為原料，合成了兩種活性稀釋劑和一種生物基增塑劑，探索了它們在環(huán)氧樹脂固化體系中的各項性能。主要的研究結(jié)果歸納如下:
　　 以腰果酚和環(huán)氧氯丙烷(ECH)為原料，合成

2、了單環(huán)氧基活性稀釋劑腰果酚基縮水甘油醚(CGE)。通過研究合成反應影響因素，確定了最佳反應條件為:在加成反應階段，腰果酚與ECH的物質(zhì)摩爾比為1∶8，在1％相轉(zhuǎn)移催化劑的催化作用下，在90℃條件下反應3h;閉環(huán)反應階段，采用ECH為溶劑，55℃分兩次緩慢滴加30％的NaOH溶液，堿量為腰果酚摩爾量的2倍，反應5h。腰果酚基縮水甘油醚為淡黃色透明液體，環(huán)氧值最高可達0.273mol/100g，作為活性稀釋劑，能顯著降低環(huán)氧樹脂的粘度。當C

3、GE的加入量為15％，環(huán)氧樹脂粘度由14700mPa·s降至1892mPa·s，固化物的拉伸強度和斷裂伸長率分別增加了37.3％、160.6％，其他力學性能影響不大。結(jié)果還表明，CGE比與C12-14烷基縮水甘油醚(AGE)具有更好的機械性能和耐熱性。
　　 其次，以腰果酚基縮水甘油醚和間氯過氧苯甲酸(MCPBA)為原料，對CGE側(cè)鏈上的不飽和烴鏈進行環(huán)氧化反應，合成腰果酚基多環(huán)氧活性稀釋劑(PECGE)。通過研究合成反應影響因

4、素，確定了最佳反應條件為:腰果酚與MCPBA的物質(zhì)摩爾比為1∶1.5，以二氯甲烷為溶劑，30℃條件下反應3h。PECGE為淺黃色透明液體，環(huán)氧值最高可達0.568mol/100g。作為活性稀釋劑，PECGE加入量從0％增加到20％時，環(huán)氧樹脂的粘度則從14700mPa·s降為2150mPa·s。加入量為20％時，PECGE對環(huán)氧樹脂固化物仍具有較好的物理機械性能。與CGE相比，PECGE具有較大的添加量，因而兩者對環(huán)氧樹脂的稀釋效果相差

5、不大。此外，PECGE能改善固化體系的耐熱性，是一種性能優(yōu)良的活性稀釋劑，顯現(xiàn)出極強的潛在應用價值。
　　 最后，以長碳鏈酚類化合物腰果酚為原料，合成生物基增塑劑腰果酚基乙酸酯，并對其增塑性能進行研究。結(jié)果表明，酯化反應最佳條件為:腰果酚與乙酸酐的物質(zhì)摩爾比為1∶1.2，催化劑K2CO3的質(zhì)量分數(shù)為7.5％，60℃條件下反應3h。當增塑劑用量為10％，環(huán)氧樹脂128/934固化體系斷裂伸長率和拉伸強度分別提高了42.3％和185