伴隨著煤炭資源日益匱乏，找尋可持續性、高品質、便宜的原油代替品已變成高聚物工業生產的關鍵課題研究而造成世界各國政府部門的高寬比關心。生物基纖維材料以可再生能源為關鍵原料，既可減少電子行業對石油化工設備商品的依靠，又可降低石油化工設備原料加工過程中對自然環境的環境污染，是當今纖維材料的一個關鍵發展前景。殊不知現階段關鍵集中化于生物基熱固性纖維材料，針對生物基熱固性樹脂的科學研究相對性較少。環氧樹脂是三大通用性熱固性樹脂之一，在建筑涂料、膠黏劑、電子封裝、高分子材料等行業都具備廣泛運用;全世界總產量在200萬噸上下。殊不知占市場占有率85%之上的雙酚A環氧樹脂原料雙酚A徹底取決于石油化工資源;另外雙酚A對有機體的身心健康存有巨大的威協，已被全球好幾個我國嚴禁用以與食品類及身體觸碰行業。因而，以可持續性、來源于豐富多彩的微生物原料開發設計綜合型能出色生物基環氧樹脂具備積極意義。

“易燃性”是環氧樹脂甚至絕大多數纖維材料的常見問題。加上阻燃劑是提升環氧樹脂阻燃特性的一條重要途徑。伴隨著歐盟國家兩大命令“廢料電子電氣機器設備命令”(WEEE)及“電子電氣機器設備中禁止使用有害物命令”(RoHS)的施行，傳統式的鹵素燈泡等阻燃管理體系遭受了非常大限定，阻燃劑領域遭遇著規定轉為更環境保護阻燃劑的工作壓力。

根據所述緣故，中國科學院寧波材料所研究者朱錦領著的生物基纖維材料精英團隊以第二大純天然可再生能源木質纖維素的服務平臺化學物質香草醛為原料，給合翠綠色的甲基對硫磷化學物質，制取了香草醛基含磷量自阻燃環氧樹脂。擺脫了先人以香草醛制取環氧樹脂以前需將香草醛轉變成香草醇或空氣氧化成香鹽酸等需應用很多有害危害氧化劑和還原劑的難題，選用翠綠色的一鍋法將香草醛根據二元胺耦合另外與含磷化合物開展加持，以增產率(～93.3%)獲得含磷量香草醛基雙酚，從而與環氧氯丙烷反映，獲得了香草醛基含磷量自阻燃環氧樹脂。該類環氧樹脂干固后，主要表現出很高的Tg(～214 °C)，抗拉強度(～80 MPa)和應變速率(～2709 MPa)，遠超一樣標準下測出的雙酚A環氧樹脂(陶氏DER331)的Tg(166 °C)，抗拉強度(76 MPa)和應變速率(1893 MPa)。阻燃特性出色，獲得的二種生物基環氧樹脂都做到了UL-94 V0工業生產阻燃等級，比較有限阻燃等級做到了～32.8 %(圖1);另外此類環氧樹脂在點燃試驗中，沒有排氣管冒黑煙造成，而雙酚A環氧樹脂會造成很多排氣管冒黑煙。根據熱失重試驗及對阻燃試驗后炭層外貌及構造化學成分分析發覺(圖2)，其出色阻燃性的緣故主要是：此類環氧樹脂具備出色的澎漲成炭工作能力，另外產生的炭層十分高密度，能夠 具有很好的隔熱保溫隔氧功效，進而避免內部原材料的進一步點燃。現階段，有關工作中已發布在高分子材料行業頂級期刊Macromolecules(2017, 50 (5): 1892?C1901)。

圖1 香草醛基性能卓越阻燃環氧樹脂構造及與雙酚A環氧樹脂的特性比照

圖2 香草醛基性能卓越阻燃環氧樹脂的成炭工作能力及炭層化學成分分析

此項工作中獲得了自然科學基金(51473180)，中歐項目合作(ECO-COMPASS)([2016] 92)，寧波材料所春蕾優秀人才新項目等適用。

來源于：高分子材料高新科技