贵州大学谢海波教授团队 ACS Macro Lett.：在生物基单组分环氧树脂领域取得重要进展

2023-08-01 来源：高分子科技

热固性树脂具有优秀的综合性能，在国民经济与国防工业中有广泛应用。近年来，随着各国对环境与资源问题重视程度的不断提升，高分子材料产业面临着低碳可持续发展的迫切需求。在此背景下，以生物质资源或生物基化学品为原料开发热固性树脂材料引起越来越多的关注。

单组分环氧树脂由环氧树脂预聚物与潜伏型固化剂构成，具有储存稳定性良好，加工性能优秀的特点，但是目前围绕环氧树脂用生物基潜伏型固化剂的研究还较少。咪唑衍生物是应用较多的环氧树脂用潜伏型固化剂，利用生物质资源制备咪唑等含氮杂环类化合物一直是一大难题。近日，贵州大学材料与冶金学院谢海波教授课题组报道了一种以生物基化学品香草醛为起始原料合成生物基咪唑衍生物的策略（图1）。所得咪唑衍生物携带乙烯基，经巯烯点击反应可聚合获得生物基大分子潜伏型固化剂，其与商用环氧树脂E51混合获得的环氧树脂前驱体表现出优异的储存稳定性，且可在高温下快速固化形成生物基环氧树脂（图2）。树脂的玻璃化转变温度、热稳定性、交联密度等可通过改变生物基大分子潜伏型固化剂分子结构进行调控。此外，由于大分子固化剂携带柔性链，固化后可与环氧树脂基体形成半互穿结构，在不损害强度的同时有效增韧树脂材料。

图1 生物基咪唑单体的合成

图2 生物基大分子潜伏型固化剂的合成以及生物基单组分环氧树脂的固化

该工作以Robust Vanillin-Derived Poly(thioether imidazoles) as Both a Latent Curing and Toughening Agent for One-Component Epoxy Resins’为题发表在ACS Macro Letters（ACS Macro Lett. 2023, 12, 1151–1158）。贵州大学材料与冶金学院犹阳特聘教授与硕士研究生王喆麟为共同一作，谢海波教授、黄彩娟副教授为通讯作者。该工作得到国家自然科学基金、贵州省科技计划项目、贵州省高层次创新型人才培养对象-百层次项目、贵州省科技厅生物基高分子新材料科技创新人才团队项目的支持。

该工作是团队关于利用绿色化学技术升级香草醛为生物基可聚合单体及其聚合物的最新进展。香草醛是木质素的主要解聚产物，可进行多种衍生化反应，是制备生物基聚合物的理想原料之一。近年来，团队基于香草醛结构特点进行分子设计，开发了多种生物基单体合成与聚合策略（Green Chem., 2023, 25, 172-182, Green Chem., 2020, 22, 1542-1547, ChemCatChem, 2018, 10, 5377,RSC Adv, 2018, 8, 34297），探究了生物基单体结构与聚合物性质之间的关系，旨在开发种类多样且结构与性能可调的生物基聚合物材料。

原文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsmacrolett.3c00400

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/gc/d2gc02901d

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/gc/c9gc03926k

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2015/gc/c5gc01340b

https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cctc.201801381

版权与免责声明：中国聚合物网原创文章。刊物或媒体如需转载，请联系邮箱：info@polymer.cn，并请注明出处。

（责任编辑：xu）

【大中小】【打印】【关闭】

诚邀关注高分子科技

更多>>最新资讯

更多>>科教新闻