丙烯酸化環(huán)氧大豆油的研究進(jìn)展

劉文龍++萬(wàn)園俊++王念貴

摘 要：介紹丙烯酸化環(huán)氧大豆油在泡沫塑料、涂料、膠黏劑及復(fù)合材料等方向上的研究進(jìn)展，并對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：丙烯酸化環(huán)氧大豆油 泡沫塑料 涂料 膠黏劑 復(fù)合材料

中圖分類號(hào)：TQ645 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）08（a）-0101-02

隨著科技的發(fā)展，能源問(wèn)題變得日益突出，尋找可持續(xù)可再生資源已成為全球熱點(diǎn)[1]。天然植物油在緩解當(dāng)前的能源和資源短缺等問(wèn)題中起到重要作用，大豆油作為一種天然油脂，其資源豐富，價(jià)格低廉，無(wú)論從可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求，還是經(jīng)濟(jì)成本角度考慮都是不錯(cuò)的選擇。丙烯酸化環(huán)氧大豆油作為大豆油的改性產(chǎn)物，具有粘度低、顏料潤(rùn)濕性優(yōu)良等，在涂料、膠黏劑、包裝材料、油墨等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用[2]。

1 丙烯酸化環(huán)氧大豆油（AESO）的合成

環(huán)氧大豆油是以大豆油為原料，在催化劑存在下，大豆油與環(huán)氧化劑反應(yīng)制得。環(huán)氧大豆油每個(gè)分子中含有3～5個(gè)環(huán)氧基。

丙烯酸化環(huán)氧大豆油由丙烯酸（或甲基丙烯酸）與環(huán)氧大豆油進(jìn)行開(kāi)環(huán)反應(yīng)而得，其反應(yīng)原理如下：

Kahraman等以環(huán)氧大豆油（環(huán)氧含量4.037 moL/kg）和丙烯酸為原料制備了丙烯酸化環(huán)氧大豆油，最佳實(shí)驗(yàn)條件為環(huán)氧大豆油200 g，丙烯酸52.5 mL（環(huán)氧當(dāng)量∶酸當(dāng)量=0.95∶1），催化劑三苯基膦2.52g，對(duì)苯二酚0.1 g，把丙烯酸逐滴滴加到混合液中，邊滴邊攪拌1 h，然后保持溫度為80 ℃，反應(yīng)5 h。

D.Behera等對(duì)丙烯酸化環(huán)氧大豆油的合成，表征及其熱分解的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究。通過(guò)丙烯酸與環(huán)氧大豆油開(kāi)環(huán)反應(yīng)得到丙烯酸化環(huán)氧大豆油，丙烯酸58.0 g（0.8 moL），環(huán)氧大豆油227.6 g（0.4 moL），0.085 g二丁基羥基甲苯（總重量的0.03%）作為阻聚劑，2.856 g三苯基膦（總重量的1%）作為催化劑，反應(yīng)溫度90～95 ℃，反應(yīng)時(shí)間6 h（直到99%的酸反應(yīng)完）。

許銳等[3]利用環(huán)氧大豆油環(huán)氧基的化學(xué)活性，與丙烯酸進(jìn)行反應(yīng)合成了油溶性環(huán)氧大豆油丙烯酸酯，發(fā)現(xiàn)催化劑的活性為三苯基膦>三乙胺>N，N-二甲基苯胺，合成丙烯酸化環(huán)氧大豆油最佳條件為環(huán)氧大豆油∶丙烯酸=1.2∶1（摩爾比），催化劑三苯基膦的用量為總質(zhì)量的1%，反應(yīng)溫度為120 ℃，反應(yīng)時(shí)間8 h。

張秀云等利用環(huán)氧大豆油環(huán)氧基的化學(xué)活性，在新的催化劑和阻聚劑構(gòu)成的催化-阻聚復(fù)合助劑體系中，以環(huán)氧大豆油和丙烯酸為原料制備了可用于紫外光固化的低粘度丙烯酸化環(huán)氧大豆油，最佳合成條件為：反應(yīng)溫度120 ℃、反應(yīng)時(shí)間5 h、催化-阻聚復(fù)合助劑體系為1.2%三苯基膦和0.15%90SD（4-叔丁基鄰苯二酚）。

2 丙烯酸化環(huán)氧大豆油的應(yīng)用

2.1 丙烯酸化環(huán)氧大豆油泡沫塑料

由于丙烯酸化環(huán)氧大豆油樹(shù)脂的可降解性，以大豆油及其改性化合物為原料制備可降解泡沫材料的研究受到普遍的關(guān)注。將環(huán)氧大豆油經(jīng)過(guò)丙烯酸功能化改性而成為樹(shù)脂基體，再發(fā)泡成型，制備出高分子泡沫材料。丙烯酸化環(huán)氧大豆油泡沫塑料具有與傳統(tǒng)不飽和聚酯泡沫塑料相似的壓縮強(qiáng)度，而且韌性比后者更高，是一種性能優(yōu)良的泡沫塑料。吳素平等以丙烯酸化環(huán)氧大豆油為單體，然后與稀釋單體甲基丙烯酸甲酯（MMA）共聚合制備泡沫塑料。利用丙烯酸化環(huán)氧大豆油與甲基丙烯酸甲酯（MMA）的自由基共聚合，制備具有不同力學(xué)性能的泡沫，而且MMA的含量最低可達(dá)10%。為此，他們還進(jìn)行了一系列的后續(xù)工作，在2010年，他們合成了丙烯酸化環(huán)氧大豆油不飽和樹(shù)脂基體，以短切劍麻纖維為增強(qiáng)體制備了一種新型的基于植物資源的環(huán)保型纖維增強(qiáng)泡沫，并在制備丙烯酸化環(huán)氧大豆油不飽和聚酯泡沫塑料的基礎(chǔ)上，用短切劍麻纖維作為增強(qiáng)材料來(lái)提高泡沫塑料的力學(xué)性能。

LaetitiaM等成功的研制了生物基含量達(dá)到96%的高彈性熱固性泡沫。他們由丙烯酸化環(huán)氧大豆油經(jīng)過(guò)二氧化碳加壓發(fā)泡，制得泡沫。用叔丁基過(guò)氧化-2-乙基己酸酯作為自由基引發(fā)劑，環(huán)烷酸鈷作為促進(jìn)劑，在較低的溫度下（40～50 ℃）由二氧化碳真空加壓控制發(fā)泡的密度。在膠凝之前，粘度在聚合過(guò)程中呈線性增加。該泡沫力學(xué)性能良好，拉伸模量約為1 MPa，壓縮模量約為20 MPa。該泡沫能夠媲美工業(yè)上的泡沫，應(yīng)用前景廣闊。

2.2 丙烯酸化環(huán)氧大豆油涂料

近年來(lái)國(guó)內(nèi)涂料用環(huán)氧大豆油的研究，主要集中在紫外光（UV）自由基固化環(huán)氧大豆油丙烯酸酯體系，因?yàn)閁V固化涂料（UVCC）具有固化速度快、環(huán)境友好節(jié)約能源、費(fèi)用低、可涂裝各種基材等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，丙烯酸化環(huán)氧大豆油又具有價(jià)格便宜、光敏性較強(qiáng)、涂膜性能良好的諸多優(yōu)點(diǎn)。丙烯酸化環(huán)氧大豆油是一種黏度低、刺激性小、對(duì)顏料潤(rùn)濕性優(yōu)良的光活性齊聚物，廣泛用于紫外光固化色漆中。Baipai等對(duì)丙烯酸化環(huán)氧大豆油用于紫外光固化色漆進(jìn)行了研究，通過(guò)環(huán)氧大豆油中的環(huán)氧基團(tuán)與丙烯酸反應(yīng)制得丙烯酸化環(huán)氧大豆油，并通過(guò)一系列的分析技術(shù)對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了表征，發(fā)現(xiàn)此體系具有良好的光敏性，可用于紫外光固化，涂膜的硬度達(dá)到3H。同時(shí)他們還發(fā)現(xiàn)該涂膜有較好的耐化學(xué)品的能力，比如在10%硫酸，10%的氫氧化鈉，蒸餾水和乙醇都能較穩(wěn)定的存在。

劉仁等合成了一種新型的基于可再生資源的超支化丙烯酸酯RHA，將其添加到丙烯酸化環(huán)氧大豆油中用于制備高生物基含量、高性能的光固化涂料。結(jié)果表明，在保持光固化涂料生物基含量50%以上的同時(shí)，基于可再生資源的超支化丙烯酸酯RHA的加入顯著提升了生物基光固化涂料的硬度，且保證了體系良好的附著力及耐水性等，進(jìn)一步拓展了可再生資源在光固化涂料中的應(yīng)用。

Emre等得到了一種新型阻燃型涂料，通過(guò)四乙氧基硅烷和紫外光固化的丙烯酸化環(huán)氧大豆油經(jīng)過(guò)溶膠-凝膠技術(shù)得到混合涂料。分析得到，溶膠-凝膠前體摻入到樹(shù)脂中導(dǎo)致了熱穩(wěn)定性的增加，同時(shí)提高了混合涂料的阻燃性質(zhì)。這種有機(jī)-無(wú)機(jī)溶膠-凝膠混合涂料成本低，可生物降解，疏水性、阻燃性良好，在涂料應(yīng)用方面將會(huì)有廣泛的應(yīng)用。endprint

2.3 丙烯酸化環(huán)氧大豆油膠黏劑

作為膠黏劑是近年來(lái)一個(gè)新興的研究方向，目前研究的較少，是未來(lái)工業(yè)生產(chǎn)中一個(gè)較有潛力的應(yīng)用。

Semra等探討了硅烷化的丙烯酸化環(huán)氧大豆油的黏附特性，他們以丙烯酸化環(huán)氧大豆油與3-氨基丙基三乙氧基硅烷通過(guò)邁克爾加成反應(yīng)合成硅烷化的丙烯酸化環(huán)氧大豆油。研究結(jié)果表明，在92%的濕度條件下暴露48小時(shí)，其粘附強(qiáng)度降低15%，粘附效果仍然良好。這項(xiàng)研究說(shuō)明丙烯酸化環(huán)氧大豆油膠黏劑有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

Mohamad Tasooji等研究了用丙烯酸化環(huán)氧大豆油替代脲醛制作刨花板，他們把丙烯酸化環(huán)氧大豆油和脲醛分別制得刨花板，比較它們的性能。結(jié)果表明，丙烯酸化環(huán)氧大豆油刨花板的機(jī)械性能和物理性能普遍高于脲醛刨花板。由于小麥秸稈顆粒和丙烯酸化環(huán)氧大豆油的油性結(jié)構(gòu)之間的兼容性，在應(yīng)用中，丙烯酸化環(huán)氧大豆油刨花板能夠完全取代脲醛刨花板。

Tae Sang Lee等針對(duì)丙烯酸化環(huán)氧大豆油和苧麻纖維共聚材料的界面黏附特性進(jìn)行了深入的研究，通過(guò)改性苧麻纖維，從而得到黏附性能良好的復(fù)合材料。研究結(jié)果得出：硅烷改性的苧麻纖維得到的復(fù)合材料的黏附性能有明顯的提高，改性的苧麻纖維減小了與水分子之間的親和力，從而增強(qiáng)了復(fù)合材料的膠黏特性，這項(xiàng)研究膠黏劑應(yīng)用方向?qū)?huì)有一定的使用價(jià)值。

B.Kollbe Ahn等也對(duì)丙烯酸化大豆環(huán)氧油作膠黏劑做了深入的探討，他們通過(guò)紫外光固化的丙烯酸化環(huán)氧大豆油，控制紫外光強(qiáng)度，得到生物基含量達(dá)到97%～100%的壓敏粘合劑，粘合劑具有較好機(jī)械性能。該壓敏膠黏劑的玻璃化溫度為-20 ℃，在430℃左右發(fā)生熱分解。此外，其固有的低毒性和高生物降解性在生物應(yīng)用上將會(huì)有很大的潛在價(jià)值。紫外光固化的丙烯酸化環(huán)氧大豆油具有優(yōu)良的機(jī)械性能，很適宜用于制作可以重復(fù)使用的壓敏膠。

2.4 丙烯酸化環(huán)氧大豆油復(fù)合材料

2.4.1 丙烯酸化環(huán)氧大豆油與苯乙烯復(fù)合基體材料

丙烯酸化環(huán)氧大豆油樹(shù)脂雖然具有許多優(yōu)良性能，但本身的力學(xué)性能還是相對(duì)較低，在多數(shù)情況下還需要加入增強(qiáng)材料來(lái)提高力學(xué)性能，苯乙烯是環(huán)氧豆油丙烯酸酯基復(fù)合材料中的一種主要成分。

李彥濤等以環(huán)氧大豆油為原料，丙烯酸作為開(kāi)環(huán)試劑合成丙烯酸化環(huán)氧大豆油，并與甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯進(jìn)行自由基共聚合而成熱固性澆鑄樹(shù)脂，研究其二元共聚體、三元共聚體的構(gòu)效關(guān)系。通過(guò)自由基共聚形成多元共聚體，改變單體的配比，有望得到綜合熱性能和綜合力性能良好的聚合物材料，同時(shí)植物油基的引入改善烯類單體聚合物的環(huán)境降解能力。

Wim Thielemans等把不純的碳納米管分散到丙烯酸化環(huán)氧大豆油與苯乙烯混合體系中，根據(jù)不純的碳納米管中炭灰的含量，攪拌時(shí)間也需要相應(yīng)的改變。經(jīng)過(guò)測(cè)試：混合樹(shù)脂與碳納米管顆粒之間有很好的附著力，可能是由于兩者之間一些有限的嫁接作用。該復(fù)合材料具有良好機(jī)械性能。此外，丙烯酸化環(huán)氧大豆油/苯乙烯體系作為碳納米管復(fù)合材料的基體材料是非常有前途的。

2.4.2 丙烯酸化環(huán)氧大豆油其他共聚材料

S.Oprea研究了丙烯酸化環(huán)氧大豆油與聚氨酯丙烯酸酯共聚物的性能。丙烯酸化環(huán)氧大豆油與聚氨酯丙烯酸酯共聚物重量比的不同，共聚物表現(xiàn)出不同的熱力學(xué)性質(zhì)和機(jī)械性能。改變丙烯酸化環(huán)氧大豆油的重量比，從0%增加到90%，隨著丙烯酸化環(huán)氧大豆油含量的增加，聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度由40 ℃降至-4.8 ℃，拉伸強(qiáng)度由1.7 MPa增加到9.8 MPa，斷裂伸長(zhǎng)率由470%降低到70%。

S.Grishchuk等探索了苯乙烯交聯(lián)乙烯基樹(shù)脂（VE）與丙烯酸化環(huán)氧大豆油（AESO）混合熱固性樹(shù)脂的性能，改變它們的混合摩爾比，加入鄰苯二甲酸酐，通過(guò)自由基交聯(lián)得到性能不同的混合樹(shù)脂。研究結(jié)果表明：隨著AESO量的增加，混合樹(shù)脂的拉伸強(qiáng)度和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度會(huì)降低，但其柔軟性增強(qiáng)。調(diào)整AESO的比例將得到機(jī)械性能和熱力學(xué)性能不同的混合樹(shù)脂。其在工程應(yīng)用上將會(huì)有潛在的使用價(jià)值。

Stefan Oprea等對(duì)丙烯酸化環(huán)氧大豆油與聚氨酯丙烯酸酯的共混膜的生物降解能力進(jìn)行了研究，他們以真菌球毛殼菌降解共混膜，生物降解的結(jié)果表明，具有高含量的丙烯酸化環(huán)氧大豆油的共混膜比單純的聚氨酯丙烯酸酯更可生物降解。丙烯酸化環(huán)氧大豆油在環(huán)保生物材料領(lǐng)域?qū)?huì)有較大的應(yīng)用價(jià)值。

Martha等通過(guò)丙烯酸化環(huán)氧大豆油表面修飾聚丙烯膜，檢測(cè)修飾膜的性能，他們使用紫外線輻射使丙烯酸化環(huán)氧化大豆油被接枝到微孔聚丙烯表面，增加了膜表面的極性基團(tuán)，經(jīng)過(guò)修飾，純水在該膜上接觸角由90 °降至57 °，該修飾膜在污水處理方面有著一定的應(yīng)用。

S.Grishchuk等研究了丙烯酸化環(huán)氧大豆油改性乙烯基酯和乙烯基酯-尿烷樹(shù)酯共聚的塊體模塑料（BMC），其研究表明：增加丙烯酸化環(huán)氧大豆油的含量，塊體模塑料的玻璃化溫度和硬度都相應(yīng)的降低，斷裂能基本不變。添加丙烯酸化環(huán)氧大豆油有助于提高塊磚模塑料的柔軟性。

Joanna Narewska等制備和表征了一種新的可塑性的纖維素復(fù)合材料，纖維素-丙烯酸化環(huán)氧大豆油共聚復(fù)合材料，他們把丙烯酸化環(huán)氧大豆油加入到含有N，N-二甲基乙酰胺/氯化鋰中，在室溫下通過(guò)熱固化和加壓模塑得到復(fù)合材料。研究表明：丙烯酸化環(huán)氧大豆油提高纖維素復(fù)合材料的加工性能，材料具有良好的機(jī)械性能。丙烯酸化環(huán)氧大豆油在纖維素復(fù)合材料的應(yīng)用上將會(huì)有一定的應(yīng)用價(jià)值。

3 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，利用天然資源研究開(kāi)發(fā)新型環(huán)保材料已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外材料領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。丙烯酸化環(huán)氧大豆油由天然甘油三酸酯油轉(zhuǎn)化而得，資源豐富，來(lái)源廣泛，又由于其可生物降解性，將在生物降解泡沫、涂料、膠黏劑及復(fù)合材料領(lǐng)域?qū)?huì)得到更加廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] Alessandro Gandini.Polymers from renewable resources：a challenge for the future of macromolecular materials[J].J Macromolecules，2008，41（24）：9491-9503.

[2] 蔡娟，舒武炳，貢倫剛.基于天然高分子的環(huán)氧豆油丙烯酸酯材料[J].材料導(dǎo)報(bào)，2006，20（4）：49-52.

[3] 許銳，林睿，趙軍，等.紫外光固化環(huán)氧大豆油樹(shù)脂的合成和表征[J].廈門(mén)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2009，48（1）：69-72.endprint

2.3 丙烯酸化環(huán)氧大豆油膠黏劑

作為膠黏劑是近年來(lái)一個(gè)新興的研究方向，目前研究的較少，是未來(lái)工業(yè)生產(chǎn)中一個(gè)較有潛力的應(yīng)用。

Semra等探討了硅烷化的丙烯酸化環(huán)氧大豆油的黏附特性，他們以丙烯酸化環(huán)氧大豆油與3-氨基丙基三乙氧基硅烷通過(guò)邁克爾加成反應(yīng)合成硅烷化的丙烯酸化環(huán)氧大豆油。研究結(jié)果表明，在92%的濕度條件下暴露48小時(shí)，其粘附強(qiáng)度降低15%，粘附效果仍然良好。這項(xiàng)研究說(shuō)明丙烯酸化環(huán)氧大豆油膠黏劑有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

Mohamad Tasooji等研究了用丙烯酸化環(huán)氧大豆油替代脲醛制作刨花板，他們把丙烯酸化環(huán)氧大豆油和脲醛分別制得刨花板，比較它們的性能。結(jié)果表明，丙烯酸化環(huán)氧大豆油刨花板的機(jī)械性能和物理性能普遍高于脲醛刨花板。由于小麥秸稈顆粒和丙烯酸化環(huán)氧大豆油的油性結(jié)構(gòu)之間的兼容性，在應(yīng)用中，丙烯酸化環(huán)氧大豆油刨花板能夠完全取代脲醛刨花板。

Tae Sang Lee等針對(duì)丙烯酸化環(huán)氧大豆油和苧麻纖維共聚材料的界面黏附特性進(jìn)行了深入的研究，通過(guò)改性苧麻纖維，從而得到黏附性能良好的復(fù)合材料。研究結(jié)果得出：硅烷改性的苧麻纖維得到的復(fù)合材料的黏附性能有明顯的提高，改性的苧麻纖維減小了與水分子之間的親和力，從而增強(qiáng)了復(fù)合材料的膠黏特性，這項(xiàng)研究膠黏劑應(yīng)用方向?qū)?huì)有一定的使用價(jià)值。

B.Kollbe Ahn等也對(duì)丙烯酸化大豆環(huán)氧油作膠黏劑做了深入的探討，他們通過(guò)紫外光固化的丙烯酸化環(huán)氧大豆油，控制紫外光強(qiáng)度，得到生物基含量達(dá)到97%～100%的壓敏粘合劑，粘合劑具有較好機(jī)械性能。該壓敏膠黏劑的玻璃化溫度為-20 ℃，在430℃左右發(fā)生熱分解。此外，其固有的低毒性和高生物降解性在生物應(yīng)用上將會(huì)有很大的潛在價(jià)值。紫外光固化的丙烯酸化環(huán)氧大豆油具有優(yōu)良的機(jī)械性能，很適宜用于制作可以重復(fù)使用的壓敏膠。

2.4 丙烯酸化環(huán)氧大豆油復(fù)合材料

2.4.1 丙烯酸化環(huán)氧大豆油與苯乙烯復(fù)合基體材料

丙烯酸化環(huán)氧大豆油樹(shù)脂雖然具有許多優(yōu)良性能，但本身的力學(xué)性能還是相對(duì)較低，在多數(shù)情況下還需要加入增強(qiáng)材料來(lái)提高力學(xué)性能，苯乙烯是環(huán)氧豆油丙烯酸酯基復(fù)合材料中的一種主要成分。

李彥濤等以環(huán)氧大豆油為原料，丙烯酸作為開(kāi)環(huán)試劑合成丙烯酸化環(huán)氧大豆油，并與甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯進(jìn)行自由基共聚合而成熱固性澆鑄樹(shù)脂，研究其二元共聚體、三元共聚體的構(gòu)效關(guān)系。通過(guò)自由基共聚形成多元共聚體，改變單體的配比，有望得到綜合熱性能和綜合力性能良好的聚合物材料，同時(shí)植物油基的引入改善烯類單體聚合物的環(huán)境降解能力。

Wim Thielemans等把不純的碳納米管分散到丙烯酸化環(huán)氧大豆油與苯乙烯混合體系中，根據(jù)不純的碳納米管中炭灰的含量，攪拌時(shí)間也需要相應(yīng)的改變。經(jīng)過(guò)測(cè)試：混合樹(shù)脂與碳納米管顆粒之間有很好的附著力，可能是由于兩者之間一些有限的嫁接作用。該復(fù)合材料具有良好機(jī)械性能。此外，丙烯酸化環(huán)氧大豆油/苯乙烯體系作為碳納米管復(fù)合材料的基體材料是非常有前途的。

2.4.2 丙烯酸化環(huán)氧大豆油其他共聚材料

S.Oprea研究了丙烯酸化環(huán)氧大豆油與聚氨酯丙烯酸酯共聚物的性能。丙烯酸化環(huán)氧大豆油與聚氨酯丙烯酸酯共聚物重量比的不同，共聚物表現(xiàn)出不同的熱力學(xué)性質(zhì)和機(jī)械性能。改變丙烯酸化環(huán)氧大豆油的重量比，從0%增加到90%，隨著丙烯酸化環(huán)氧大豆油含量的增加，聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度由40 ℃降至-4.8 ℃，拉伸強(qiáng)度由1.7 MPa增加到9.8 MPa，斷裂伸長(zhǎng)率由470%降低到70%。

S.Grishchuk等探索了苯乙烯交聯(lián)乙烯基樹(shù)脂（VE）與丙烯酸化環(huán)氧大豆油（AESO）混合熱固性樹(shù)脂的性能，改變它們的混合摩爾比，加入鄰苯二甲酸酐，通過(guò)自由基交聯(lián)得到性能不同的混合樹(shù)脂。研究結(jié)果表明：隨著AESO量的增加，混合樹(shù)脂的拉伸強(qiáng)度和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度會(huì)降低，但其柔軟性增強(qiáng)。調(diào)整AESO的比例將得到機(jī)械性能和熱力學(xué)性能不同的混合樹(shù)脂。其在工程應(yīng)用上將會(huì)有潛在的使用價(jià)值。

Stefan Oprea等對(duì)丙烯酸化環(huán)氧大豆油與聚氨酯丙烯酸酯的共混膜的生物降解能力進(jìn)行了研究，他們以真菌球毛殼菌降解共混膜，生物降解的結(jié)果表明，具有高含量的丙烯酸化環(huán)氧大豆油的共混膜比單純的聚氨酯丙烯酸酯更可生物降解。丙烯酸化環(huán)氧大豆油在環(huán)保生物材料領(lǐng)域?qū)?huì)有較大的應(yīng)用價(jià)值。

Martha等通過(guò)丙烯酸化環(huán)氧大豆油表面修飾聚丙烯膜，檢測(cè)修飾膜的性能，他們使用紫外線輻射使丙烯酸化環(huán)氧化大豆油被接枝到微孔聚丙烯表面，增加了膜表面的極性基團(tuán)，經(jīng)過(guò)修飾，純水在該膜上接觸角由90 °降至57 °，該修飾膜在污水處理方面有著一定的應(yīng)用。

S.Grishchuk等研究了丙烯酸化環(huán)氧大豆油改性乙烯基酯和乙烯基酯-尿烷樹(shù)酯共聚的塊體模塑料（BMC），其研究表明：增加丙烯酸化環(huán)氧大豆油的含量，塊體模塑料的玻璃化溫度和硬度都相應(yīng)的降低，斷裂能基本不變。添加丙烯酸化環(huán)氧大豆油有助于提高塊磚模塑料的柔軟性。

Joanna Narewska等制備和表征了一種新的可塑性的纖維素復(fù)合材料，纖維素-丙烯酸化環(huán)氧大豆油共聚復(fù)合材料，他們把丙烯酸化環(huán)氧大豆油加入到含有N，N-二甲基乙酰胺/氯化鋰中，在室溫下通過(guò)熱固化和加壓模塑得到復(fù)合材料。研究表明：丙烯酸化環(huán)氧大豆油提高纖維素復(fù)合材料的加工性能，材料具有良好的機(jī)械性能。丙烯酸化環(huán)氧大豆油在纖維素復(fù)合材料的應(yīng)用上將會(huì)有一定的應(yīng)用價(jià)值。

3 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，利用天然資源研究開(kāi)發(fā)新型環(huán)保材料已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外材料領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。丙烯酸化環(huán)氧大豆油由天然甘油三酸酯油轉(zhuǎn)化而得，資源豐富，來(lái)源廣泛，又由于其可生物降解性，將在生物降解泡沫、涂料、膠黏劑及復(fù)合材料領(lǐng)域?qū)?huì)得到更加廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] Alessandro Gandini.Polymers from renewable resources：a challenge for the future of macromolecular materials[J].J Macromolecules，2008，41（24）：9491-9503.

[2] 蔡娟，舒武炳，貢倫剛.基于天然高分子的環(huán)氧豆油丙烯酸酯材料[J].材料導(dǎo)報(bào)，2006，20（4）：49-52.

[3] 許銳，林睿，趙軍，等.紫外光固化環(huán)氧大豆油樹(shù)脂的合成和表征[J].廈門(mén)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2009，48（1）：69-72.endprint

2.3 丙烯酸化環(huán)氧大豆油膠黏劑

作為膠黏劑是近年來(lái)一個(gè)新興的研究方向，目前研究的較少，是未來(lái)工業(yè)生產(chǎn)中一個(gè)較有潛力的應(yīng)用。

Semra等探討了硅烷化的丙烯酸化環(huán)氧大豆油的黏附特性，他們以丙烯酸化環(huán)氧大豆油與3-氨基丙基三乙氧基硅烷通過(guò)邁克爾加成反應(yīng)合成硅烷化的丙烯酸化環(huán)氧大豆油。研究結(jié)果表明，在92%的濕度條件下暴露48小時(shí)，其粘附強(qiáng)度降低15%，粘附效果仍然良好。這項(xiàng)研究說(shuō)明丙烯酸化環(huán)氧大豆油膠黏劑有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

Mohamad Tasooji等研究了用丙烯酸化環(huán)氧大豆油替代脲醛制作刨花板，他們把丙烯酸化環(huán)氧大豆油和脲醛分別制得刨花板，比較它們的性能。結(jié)果表明，丙烯酸化環(huán)氧大豆油刨花板的機(jī)械性能和物理性能普遍高于脲醛刨花板。由于小麥秸稈顆粒和丙烯酸化環(huán)氧大豆油的油性結(jié)構(gòu)之間的兼容性，在應(yīng)用中，丙烯酸化環(huán)氧大豆油刨花板能夠完全取代脲醛刨花板。

Tae Sang Lee等針對(duì)丙烯酸化環(huán)氧大豆油和苧麻纖維共聚材料的界面黏附特性進(jìn)行了深入的研究，通過(guò)改性苧麻纖維，從而得到黏附性能良好的復(fù)合材料。研究結(jié)果得出：硅烷改性的苧麻纖維得到的復(fù)合材料的黏附性能有明顯的提高，改性的苧麻纖維減小了與水分子之間的親和力，從而增強(qiáng)了復(fù)合材料的膠黏特性，這項(xiàng)研究膠黏劑應(yīng)用方向?qū)?huì)有一定的使用價(jià)值。

B.Kollbe Ahn等也對(duì)丙烯酸化大豆環(huán)氧油作膠黏劑做了深入的探討，他們通過(guò)紫外光固化的丙烯酸化環(huán)氧大豆油，控制紫外光強(qiáng)度，得到生物基含量達(dá)到97%～100%的壓敏粘合劑，粘合劑具有較好機(jī)械性能。該壓敏膠黏劑的玻璃化溫度為-20 ℃，在430℃左右發(fā)生熱分解。此外，其固有的低毒性和高生物降解性在生物應(yīng)用上將會(huì)有很大的潛在價(jià)值。紫外光固化的丙烯酸化環(huán)氧大豆油具有優(yōu)良的機(jī)械性能，很適宜用于制作可以重復(fù)使用的壓敏膠。

2.4 丙烯酸化環(huán)氧大豆油復(fù)合材料

2.4.1 丙烯酸化環(huán)氧大豆油與苯乙烯復(fù)合基體材料

丙烯酸化環(huán)氧大豆油樹(shù)脂雖然具有許多優(yōu)良性能，但本身的力學(xué)性能還是相對(duì)較低，在多數(shù)情況下還需要加入增強(qiáng)材料來(lái)提高力學(xué)性能，苯乙烯是環(huán)氧豆油丙烯酸酯基復(fù)合材料中的一種主要成分。

李彥濤等以環(huán)氧大豆油為原料，丙烯酸作為開(kāi)環(huán)試劑合成丙烯酸化環(huán)氧大豆油，并與甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯進(jìn)行自由基共聚合而成熱固性澆鑄樹(shù)脂，研究其二元共聚體、三元共聚體的構(gòu)效關(guān)系。通過(guò)自由基共聚形成多元共聚體，改變單體的配比，有望得到綜合熱性能和綜合力性能良好的聚合物材料，同時(shí)植物油基的引入改善烯類單體聚合物的環(huán)境降解能力。

Wim Thielemans等把不純的碳納米管分散到丙烯酸化環(huán)氧大豆油與苯乙烯混合體系中，根據(jù)不純的碳納米管中炭灰的含量，攪拌時(shí)間也需要相應(yīng)的改變。經(jīng)過(guò)測(cè)試：混合樹(shù)脂與碳納米管顆粒之間有很好的附著力，可能是由于兩者之間一些有限的嫁接作用。該復(fù)合材料具有良好機(jī)械性能。此外，丙烯酸化環(huán)氧大豆油/苯乙烯體系作為碳納米管復(fù)合材料的基體材料是非常有前途的。

2.4.2 丙烯酸化環(huán)氧大豆油其他共聚材料

S.Oprea研究了丙烯酸化環(huán)氧大豆油與聚氨酯丙烯酸酯共聚物的性能。丙烯酸化環(huán)氧大豆油與聚氨酯丙烯酸酯共聚物重量比的不同，共聚物表現(xiàn)出不同的熱力學(xué)性質(zhì)和機(jī)械性能。改變丙烯酸化環(huán)氧大豆油的重量比，從0%增加到90%，隨著丙烯酸化環(huán)氧大豆油含量的增加，聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度由40 ℃降至-4.8 ℃，拉伸強(qiáng)度由1.7 MPa增加到9.8 MPa，斷裂伸長(zhǎng)率由470%降低到70%。

S.Grishchuk等探索了苯乙烯交聯(lián)乙烯基樹(shù)脂（VE）與丙烯酸化環(huán)氧大豆油（AESO）混合熱固性樹(shù)脂的性能，改變它們的混合摩爾比，加入鄰苯二甲酸酐，通過(guò)自由基交聯(lián)得到性能不同的混合樹(shù)脂。研究結(jié)果表明：隨著AESO量的增加，混合樹(shù)脂的拉伸強(qiáng)度和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度會(huì)降低，但其柔軟性增強(qiáng)。調(diào)整AESO的比例將得到機(jī)械性能和熱力學(xué)性能不同的混合樹(shù)脂。其在工程應(yīng)用上將會(huì)有潛在的使用價(jià)值。

Stefan Oprea等對(duì)丙烯酸化環(huán)氧大豆油與聚氨酯丙烯酸酯的共混膜的生物降解能力進(jìn)行了研究，他們以真菌球毛殼菌降解共混膜，生物降解的結(jié)果表明，具有高含量的丙烯酸化環(huán)氧大豆油的共混膜比單純的聚氨酯丙烯酸酯更可生物降解。丙烯酸化環(huán)氧大豆油在環(huán)保生物材料領(lǐng)域?qū)?huì)有較大的應(yīng)用價(jià)值。

Martha等通過(guò)丙烯酸化環(huán)氧大豆油表面修飾聚丙烯膜，檢測(cè)修飾膜的性能，他們使用紫外線輻射使丙烯酸化環(huán)氧化大豆油被接枝到微孔聚丙烯表面，增加了膜表面的極性基團(tuán)，經(jīng)過(guò)修飾，純水在該膜上接觸角由90 °降至57 °，該修飾膜在污水處理方面有著一定的應(yīng)用。

S.Grishchuk等研究了丙烯酸化環(huán)氧大豆油改性乙烯基酯和乙烯基酯-尿烷樹(shù)酯共聚的塊體模塑料（BMC），其研究表明：增加丙烯酸化環(huán)氧大豆油的含量，塊體模塑料的玻璃化溫度和硬度都相應(yīng)的降低，斷裂能基本不變。添加丙烯酸化環(huán)氧大豆油有助于提高塊磚模塑料的柔軟性。

Joanna Narewska等制備和表征了一種新的可塑性的纖維素復(fù)合材料，纖維素-丙烯酸化環(huán)氧大豆油共聚復(fù)合材料，他們把丙烯酸化環(huán)氧大豆油加入到含有N，N-二甲基乙酰胺/氯化鋰中，在室溫下通過(guò)熱固化和加壓模塑得到復(fù)合材料。研究表明：丙烯酸化環(huán)氧大豆油提高纖維素復(fù)合材料的加工性能，材料具有良好的機(jī)械性能。丙烯酸化環(huán)氧大豆油在纖維素復(fù)合材料的應(yīng)用上將會(huì)有一定的應(yīng)用價(jià)值。

3 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，利用天然資源研究開(kāi)發(fā)新型環(huán)保材料已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外材料領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。丙烯酸化環(huán)氧大豆油由天然甘油三酸酯油轉(zhuǎn)化而得，資源豐富，來(lái)源廣泛，又由于其可生物降解性，將在生物降解泡沫、涂料、膠黏劑及復(fù)合材料領(lǐng)域?qū)?huì)得到更加廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] Alessandro Gandini.Polymers from renewable resources：a challenge for the future of macromolecular materials[J].J Macromolecules，2008，41（24）：9491-9503.

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