生物质环氧树脂固化剂的研究进展

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2022.02.017

中国塑料 ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (2): 111-124.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.02.017

生物质环氧树脂固化剂的研究进展

张祥凯¹, 王智敏¹, 谢建强²()

^1.华北理工大学材料科学与工程学院，河北唐山 063210
^2.唐山市功能高分子材料重点实验室，河北唐山 063210

收稿日期:2021-10-08 出版日期:2022-02-26 发布日期:2022-02-23
通讯作者: 谢建强（1981—），男，副教授，从事液晶及含氟环氧树脂研究，jianqiang98@163.com
E-mail:jianqiang98@163.com
基金资助:
国家自然科学基金(51403050);河北省自然科学基金(E2015209274)

Research progress in biomass curing agents for epoxy resins

ZHANG Xiangkai¹, WANG Zhimin¹, XIE Jianqiang²()

^1.College of Material Science and Engineering，North China University of Science and Technology，Tangshan 063210，China
^2.Tangshan Key Laboratory of Functional Polymer Materials，Tangshan 063210，China

Received:2021-10-08 Online:2022-02-26 Published:2022-02-23
Contact: XIE Jianqiang E-mail:jianqiang98@163.com

摘要/Abstract

摘要：

综述了近年来生物质环氧树脂固化剂（BEPCA）的研究进展，主要包括以腰果酚、香兰素、松香、木质素和植物油等作为原料制备的生物质胺类固化剂、生物质酸酐类固化剂和多元酚、羧酸及酯类生物质固化剂等；详细介绍了上述BEPCA的结构、制备方法、合成路线以及其固化产物的性能；最后，总结并展望了BEPCA未来的发展趋势。

关键词: 固化剂, 环氧树脂, 生物质

Abstract:

This article reviewed the research progress in biomass curing agents for epoxy resins in recent years， which included biomass amine curing agents， biomass acid glycoside curing agents， and polyphenol， carboxylic acid and ester biomass curing agents prepared using cardanol， vanillin， rosin， lignin， and vegetable oil as raw materials. The structure， preparation method， synthesis route， and properties of the cured products obtained from biomass curing agents were introduced in detail. Finally， the development trend of biomass curing agents was summarized and forecasted.

Key words: curing agent, epoxy resin, biomass

中图分类号:

TQ314.256

张祥凯, 王智敏, 谢建强. 生物质环氧树脂固化剂的研究进展[J]. 中国塑料, 2022, 36(2): 111-124.

ZHANG Xiangkai, WANG Zhimin, XIE Jianqiang. Research progress in biomass curing agents for epoxy resins[J]. China Plastics, 2022, 36(2): 111-124.

图/表 26

图1 腰果酚醛胺的合成路线

Fig.1 Synthetic route of cardanalkamine

图2 不同腰果酚醛胺固化剂的结构式

Fig.2 Structural formula of different cardanalkamine curing agents

图3 CPA的结构式

Fig.3 Structural formula of CPA

图4 不同固化涂层照片［19?20］

Fig.4 Images of different cured coatings［19?20］

图5 NOV的合成

Fig.5 Synthesis of NOV

图6 不同香草醛基胺类固化剂的结构式

Fig.6 Structural formulas of different vanillin?based amine curing agents

图7 固化体系残炭的内外部SEM照片［28］

Fig.7 SEM images of interior and exterior of carbon residue of curing system［28］

图8 VBZMI的合成路线

Fig.8 Synthetic route of VBZMI

图9 不同固化剂的结构式

Fig.9 Structural formulas of different curing agents

图10 胺化木质素的合成

Fig.10 Synthesis of aminated?lignin

图11 胺化木质素的合成路线

Fig.11 Synthetic route of aminated lignin

图12 KL?COOH的合成路线［43］

Fig.12 Synthetic route of KL?COOH ［43］

图13 MPA的合成

Fig.13 Synthesis of MPA

图14 IASDK、IAMDK、IAEDK的合成

Fig.14 Synthesis of IASDK， IAMDK and IAEDK

图15 丙烯海松酸的合成

Fig.15 Synthesis of acrylpimaric acid

图16 共固化体系的弯曲应力?应变曲线［54］

Fig.16 Bending stress?strain curve of co?curing system ［54］

图17 MMP的合成

Fig.17 Synthesis of MMP

图18 RMID和D?RMID的结构式

Fig.18 Structural formulas of RMID and D?RMID

图19 不同植物油的结构式

Fig.19 Structural formula of different vegetable oils

图20 不同固化体系脆断表面的SEM照片［63］

Fig.20 SEM images of brittle fracture surfaces of different curing systems［63］

图21 桐酸甲酯的合成

Fig.21 Synthesis of methyl eletronate

图22 TOA的合成

Fig.22 Synthesis of tung oil anhydride

图23 TRA的合成路线

Fig.23 Synthetic route of TRA

图24 不同多元酸类蓖麻油基固化剂的结构式

Fig.24 Structural formulas of different polybasic acid castor oil?based curing agents

图25 COMA、COMNA、COMHHPA的合成

Fig.25 Synthesis of COMA， COMNA， COMHHPA

生物质	性能			应用领域
生物质	胺类固化剂	酸酐类固化剂	多元酚、羧酸、酯类固化剂	应用领域
腰果酚	良好的力学性能、热性能、耐腐蚀性能	优异的耐腐蚀性能、力学性能	优异的力学性能、耐腐蚀性能	建筑、涂料
香草醛	优异的热稳定性、阻燃性、疏水性	—	良好的耐溶剂性、介电性	热固性涂料、电子材料、阻燃剂
木质素	良好的力学性能、热性能	—	优异的力学性能、热稳定性、力学性能	沥青、泡沫塑料、建筑材料
松香	良好的耐化学性、热性能、形状记忆性	优异的力学性能、热性能	优异的热稳定性	涂料、黏合剂
植物油	优异的力学性能	优异的热性能、力学性能	良好的力学性能、阻燃性	涂料、沥青

表1 BEPCA固化产物的性能及应用现状

Tab.1 Performance and application area of cured product of BEPCA

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生物质环氧树脂固化剂的研究进展

Research progress in biomass curing agents for epoxy resins

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图/表 26

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