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植物油产自油源植物,是绿色化学资源,对其加以充分利用可在一定程度上减轻人们对石油资源的依赖,以应对日益枯竭的石油资源带来的威胁。近年来,国家大力支持相关的研究工作,但由于我国在这方面的研究起步较晚,发展较慢,与欧美等发达国家存在较大差距。开展基于植物油基平台化合物和高分子材料的研究,实现植物油替代石油,对今后我国可持续发展具有重要意义。我国油料资源丰富,品种繁多,特别是大豆油,其产量处世界前列,有发展的成本优势,符合国家产业导向。且大豆油脂肪酸中大量不饱和的C=C双键可促进环氧化大豆油(ESO)的环氧化反应。ESO被发现在材料科学和工业中都有重要的用途。然而,鲜有研究报道用二元羧酸或二元胺与ESO固化。在各种可再生资源合成的可持续聚合物中,植物油基高分子材料的研究已经吸引了越来越多人的眼球。为了实现绿色发展,本文研究了环氧大豆油(ESO)与二元羧酸和二元胺的固化行为。主要内容包括以下两个方面:(1)目前文献中广泛使用的二元羧酸通常都是化石衍生的,这会降低所得聚合物的可持续性。在这项研究中,我们通过用不同碳链长度的生物基二元羧酸(DCAs)与环氧化大豆油(ESO)固化合成完全可持续的聚合物。非等温和等温固化工艺研究表明,固化速率和活化能都随着DCA链长的增加而降低。用于制备具有最大交联度的ESO/DCA固化产物的最佳-COOH/环氧基摩尔比为0.7。添加4-N,N-二甲基氨基吡啶(DMAP)作为催化剂可以有效地加速固化速度并降低活化能,研究不用催化剂和使用不同含量催化剂对制备ESO/DCA反应的影响,发现添加1 wt%的4-N,N-二甲氨基吡啶(DMAP)时反应速率更快可以使活化能降低8—12 kJ/mol,具体降低值取决于DCA的链长。通过使用DMAP的催化,反应时间从8小时降低至到2小时,在160℃等温固化得到的ESO-DCA聚合物的固化率可以达到90%以上。DCA的链长也影响ESO-DCA固化样品的物理性质,由于交联密度降低,随着DCA链长的增加,玻璃化转变温度、拉伸强度和杨氏模量降低,而断裂伸长率增加。DCA与ESO的基团比也影响固化产物的物理性能,-COOH与环氧基摩尔比为0.7的样品交联程度最大,表现出最佳的物理性能,但ESO-DCA交联聚合物的拉伸强度仅约0.5 MPa,断裂伸长率仅约为15%,比较弱的物理性能限制了ESO-DCA固化产物的应用。(2)基于ESO-DCA的物理性能的局限性,为了得到物理性能强于ESO-DCA的聚合物,在环氧大豆油(ESO)与二元羧酸(DCAs)的固化行为的基础上,以4,4-二氨基二苯甲烷替代二元羧酸作为固化剂。因高温反应会使环氧大豆油中甘油上的酯基发生氨解,故有必要使用有效催化剂来加快开环反应,通过探索多种催化剂,发现钛酸丁酯催化效果最佳,-NH2与环氧基摩尔比为0.7的样品表现出最佳的物理性能。在基团比均为0.7的条件下得到的ESO-DDM聚合物其拉伸强度约为2.15 MPa,在ESO-DAC的基础上约增长了5倍,断裂伸长率约为175%,在ESO-DAC的基础上增长了约12倍。相比之下,其物理性质在ESO-SA的基础上有了很大的提高。