摘要
目前，随着石油危机的加剧，植物油及其衍生物已经被作为一种重要化工原料广泛应用于高分子的合成。然而，由于天然甘油三酸酯中柔性脂肪链段较长，双键密度小，造成所制备的材料本体的玻璃化转变温度较低，力学强度不高。为提高其热学、力学性能，现有植物油基高分子材料中往往需要加入大量的石油基刚性环状共聚单体，如苯乙烯，二乙烯基苯等挥发性有机小分子物质(VOCs)。这些石油基小分子都属于有毒气体污染物并且不可再生。这与植物油基热固性树脂的环保和可再生的初衷相违背。松香是另外一种可再生资源，在中国的产量十分丰富，其主要成分为含有刚性氢菲环结构的松香酸，它对提高高分子材料的玻璃化转变温度和力学强度十分有利。本课题组之前已通过制备松香基环氧单体成功替代了石油基单体在环氧树脂中的应用，并取得了出色的性能。 基于以上考虑，我们制备了一系列基于松香和植物油的全生物来源的热固性树脂，以松香衍生物替代现有植物油基热固性树脂中的苯乙烯，二乙烯基苯等石油基产品，以期制各得到性能更好，生物基成分更高的热固性树脂，达到节约资源和保护环境的双重目的。主要工作如下: 1.本工作通过Diels-Alder加成反应和烯丙基化可以合成松香基二双键单体R2和松香基三双键单体R3，产率分别可达85和90％。我们还通过红外和核磁表征精确确定了产物的组成及分子结构。这一结果给出了两种新型生物基刚性不饱和单体的合成路线，并且通过旋转粘度计表征，证明其对植物油不饱和衍生物有一定稀释作用，有望用于植物油基不饱和聚酯的制备。 2.以松香基不饱和衍生物R2，R3作为生物基刚性单体与已商业化的环氧化大豆油丙烯酸酯(AESO)进行自由基共聚，制备得到全生物基不饱和聚酯。作为对比，使用石油基单体二乙烯基苯(DVB)，也按相同的双键摩尔比与AESO进行共聚，制得部分生物基热固性树脂。所制备的热固性树脂通过差示扫描量热法(DSC)、机械性能，动态力学分析(DMA)和热重分析(TGA)等表征手段，对其固化行为和热机械性能以及其热稳定性进行表征。拉伸和DMA表征结果表明，玻璃化转变温度、拉伸强度和杨氏模量的树脂可以分别达到86.3℃,10.4MPa和289.9MPa，相比于含有部分石油基单体的植物油基不饱和聚酯具有相似或更好的性能。抽提及热重分析的结果表明，松香基单体引入交联网络可以使树脂的热稳定性有所增加，然而由于部分单体未能进入交联网络，反而使树脂在较低温度下稳定性有所下降。 总体而言，松香基多双键单体可以较好得替代石油基单体在植物油基树脂中的应用。目前所得的结果有助于将来设计和制备性能更加优秀的全生物基单体。
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