シッフ塩基構造に基づく分解可能なバイオベースエポキシ樹脂の調製および性能

Yu Wang ,  

Xiong-jie Li ,  

Ze-jun Xu ,  

Dao-hong Zhang ,  

摘要

ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DGEBA)は、その優れた総合性能から風力タービンブレードの基材樹脂として広く使用されていますが、硬化後に形成される三次元交差結合ネットワーク構造は材料の分解およびリサイクルを制限しています。したがって、高性能で分解可能かつリサイクル可能なバイオベースのエポキシ樹脂の開発は重要な研究意義を持ちます。本研究では、バイオベースのバニリンを原料とし、縮合反応を介してシッフ塩基構造を導入し、さらに分解可能なバイオベースエポキシ樹脂(VTEP)を合成しました。異なるポリエーテルアミン硬化剤(D400、D230およびT403)がVTEPの機械的性能および熱的性能に及ぼす影響を体系的に研究しました。結果は、多機能性でかつ比較的短いポリエーテル鎖をもつT403が、より高い架橋密度の硬化ネットワークを形成し、エポキシ樹脂の機械的性能を著しく向上させることを示しました。DGEBA/T403と比較して、VTEP/T403の引張り、曲げおよび衝撃強度はそれぞれ29.31%、32.07%、47.10%向上し、25℃のリン酸溶液中で完全に分解可能です。さらにVTEP/DGEBA複合系を調製し、VTEPの質量分率が20 wt%のときに複合材料の性能が最適であり、引張り、曲げおよび衝撃強度はそれぞれ26.40%、30.66%、42.90%向上しました。加えて、当該複合材料は穏やかな条件下(85℃のリン酸/DMF/H2O2系)で15時間以内に完全に分解します。本研究は高性能分解可能バイオベースエポキシ樹脂の開発に新たな示唆を提供します。

关键词

エポキシ樹脂;バイオベース複合材料;架橋構造;機械的性能;分解可能

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