桐油改性光交聯(lián)材料的合成與性能研究.pdf

1、進(jìn)入21世紀(jì)以來，人們越來越關(guān)注對環(huán)境的保護(hù)和資源的節(jié)約，節(jié)能環(huán)保的新技術(shù)和新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，其中光固化技術(shù)的應(yīng)用和生物基產(chǎn)品的開發(fā)成為科研熱點(diǎn)之一。光固化技術(shù)以其節(jié)能環(huán)保、安全、高效、成膜性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，被譽(yù)為環(huán)境友好的綠色技術(shù)，廣泛應(yīng)用于各類產(chǎn)品制造，另一方面，隨著全球石油資源日益短缺，人們希望能夠研發(fā)出以可再生資源為原料的性能優(yōu)異的高分子材料，以部分代替石油基的高分子產(chǎn)品，生物基高分子材料的改性成為當(dāng)今高分子領(lǐng)域的又一研究熱點(diǎn)。

2、r>　　本課題將綠色高效的光固化技術(shù)與再生性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)豐富的桐油資源相結(jié)合，通過分子設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)改性、性能表征等，研究了改性桐油結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，對改性技術(shù)、改性產(chǎn)物在光固化涂料中的適用性進(jìn)行了研究評價(jià)。
　　1、在催化條件下，以馬來酸酐對桐油進(jìn)行改性，經(jīng)Diels-Alder環(huán)加成反應(yīng)獲得馬來酸酐改性桐油（簡稱馬來化桐油TM）。反應(yīng)過程中通過改變桐油與馬來酸酐的比例，得到兩種酸酐改性產(chǎn)物TM1和TM2（桐油與馬來酸酐的物質(zhì)的量比例分

3、別為1:1、1:2）。TM分子中保留酸酐基團(tuán)，再加入羥基丙烯酸酯單體（丙烯酸-β-羥乙酯HEA、季戊四醇三丙烯酸酯PETA）將酸酐打開生成羧基，最后用甲基丙烯酸縮水甘油酯與羧基封端，合成了丙烯酸酯改性馬來化桐油的可交聯(lián)樹脂。采用1H NMR、FT-IR以及凝膠滲透色譜等現(xiàn)代測試手段對改性樹脂進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析表征，以旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測定了其流變行為，以Photo-DSC測試樹脂光交聯(lián)動(dòng)力學(xué)行為，采用DSC和熱重分析手段測試了相應(yīng)光光固化膜的玻璃化

4、轉(zhuǎn)變及熱分解特征。研究發(fā)現(xiàn)，羥基丙烯酸酯單體改性反應(yīng)過程中，隨著單體加入量的增加，體系的粘度增加，分子量增大；雙鍵含量增多，光固化速率加快，雙鍵最終轉(zhuǎn)化率有所降低。隨所用羥基丙烯酸酯改性單體結(jié)構(gòu)不同，樹脂固化膜的熱性能也有所不同，PETA改性桐油系列樹脂固化膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高于HEA改性系列，且耐熱性、硬度、附著力、耐酸性、耐水煮性都很優(yōu)異，但其耐堿性差，不同樹脂之間的差別不大。
　　2、基于新穎的非異氰酸酯聚氨酯（NIPU）技

5、術(shù)，通過脂環(huán)二胺和環(huán)狀碳酸乙二酯之間的開環(huán)反應(yīng)，合成獲得兩種氨酯二醇中間產(chǎn)物[（哌嗪-N,N-二（甲酸羥乙酯）PCD和異佛爾酮二胺-N,N-二（甲酸羥乙酯）ICD]，亦稱N,N-二（甲酸乙二醇酯）。在控制比列前提下，將合成所得氨酯二醇與酸酐改性桐油TM反應(yīng)，獲得含有羧基的氨酯改性桐油，繼而以甲基丙烯酸縮水甘油酯封端，合成了NIPU改性馬來化桐油的光交聯(lián)樹脂。通過如前所述的各類表征、測試，研究發(fā)現(xiàn)，氨酯二醇單體分別與TM1、TM2反應(yīng)得到