環(huán)氧樹(shù)脂憑借其卓越的耐熱性、耐溶劑性、耐濕性、耐化學(xué)腐蝕性、機(jī)械性能和廣泛的基材附著能力,在現(xiàn)代聚合物工業(yè)中占據(jù)了舉足輕重的地位。然而,值得注意的是,超過(guò)90%的環(huán)氧樹(shù)脂是通過(guò)雙酚A與環(huán)氧氯丙烷在氫氧化鈉催化下反應(yīng)合成的雙酚A二縮水甘油酯醚(DGEBA)。這一合成路徑高度依賴于石油化工資源,鑒于全球石油儲(chǔ)量的不斷縮減,探索利用可再生資源來(lái)制備生物基環(huán)氧樹(shù)脂的研究正逐漸成為焦點(diǎn)。
環(huán)氧樹(shù)脂本身具有較高的可燃性,其極限氧指數(shù)(LOI)僅為23%。在燃燒時(shí),它還伴隨著熔滴現(xiàn)象,釋放大量有毒煙霧,這些缺陷嚴(yán)重制約了其在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。物理共混作為一種簡(jiǎn)便、高效且經(jīng)濟(jì)的手段,常被用于提升環(huán)氧樹(shù)脂的阻燃性能。然而,由于化學(xué)結(jié)構(gòu)上的差異,阻燃劑與環(huán)氧樹(shù)脂之間的相容性問(wèn)題始終難以攻克。此外,阻燃劑在基體中存在遷移或浸出傾向,還會(huì)對(duì)材料交聯(lián)密度的潛在負(fù)面影響,這些都可能導(dǎo)致環(huán)氧樹(shù)脂的機(jī)械性能受損。另外,傳統(tǒng)環(huán)氧樹(shù)脂的可再加工性能欠佳,一旦材料受損便無(wú)法修復(fù),這不僅導(dǎo)致了資源的極大浪費(fèi),還加劇了環(huán)境污染問(wèn)題。鑒于此,開(kāi)發(fā)兼具自修復(fù)能力和可再加工性能的生物質(zhì)基本征阻燃環(huán)氧樹(shù)脂,無(wú)疑將成為未來(lái)研究的熱門(mén)方向。
圖1. L-Trp@PA/TPEP的合成路線。
圖2. TPEP和L-Trp@PA/TPEP的MCC曲線(a)、PHRR (b)、THR & HRC (c)和LOI值(d);L-Trp@PA/TPEP的垂直燃燒測(cè)試圖 (e)。
圖3. TPEP (a)和L-Trp@PA/TPEP (b)的自愈合過(guò)程;L-Trp@PA/TPEP的可再加工性能(c);不同再加工次數(shù)后L-Trp@PA/TPEP的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(d)及對(duì)應(yīng)的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率(e)。
圖4. Lyocell (a)、L-Trp@PA/TPEP/Lyocell (b)和L-Trp@PA/TPEP/Lyocell-30 (c)的垂直燃燒測(cè)試;不同織物的HRR (d)、THR (e)、LOI (f)、UPF (g)、紫外線透過(guò)率(h)和力學(xué)強(qiáng)度(i)。
圖5. Lyocell和L-Trp@PA/TPEP/Lyocell的耐化學(xué)(a-c)、抗污(d-f)和自清潔測(cè)試(g, h)。
由于環(huán)氧樹(shù)脂本身具有優(yōu)異的耐化學(xué)性,再加上涂層的疏水作用,改性織物的力學(xué)性能在pH=1~13范圍內(nèi)均沒(méi)有惡化,呈現(xiàn)出良好的耐酸堿性。以剛果紅染料為污染源模擬,L-Trp@PA/TPEP/Lyocell難以被浸濕,經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的擦拭或沖洗就可實(shí)現(xiàn)完全清潔,表現(xiàn)出優(yōu)異的抗污與自清潔能力。
原文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894725010010?via%3Dihub
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