具有高机械性能和阻燃性能的对香豆酸基生物基环氧树脂

环氧树脂是最重要的热固性树脂之一，广泛应用于涂料、粘合剂、电子电器、建筑材料等领域。目前商业化环氧树脂最主要的合成原料双酚A缩水甘油醚（DGEBA），是由双酚A与环氧氯丙烷反应而得，其来源不可再生且具有生殖毒性。因此，发展安全无毒且性能可媲美DGEBA型环氧树脂的生物基环氧树脂近年来成为了该领域的研究热点。生物基环氧树脂仍具有易燃的缺点，添加阻燃助剂是目前主要的解决策略，但会降低机械性能、热性能等。因此制备本征阻燃的高性能生物基环氧树脂具有较大需求。

本文以生物质来源的对香豆酸（HCA）为原料，通过一步法合成环氧单体(HCA-EP)，再加入固化剂制备了生物基环氧树脂(HCA-EP-DDM)。固化后的生物基环氧树脂比DGEBA型环氧树脂(E51-DDM)具有更加优异的玻璃化转变温度（192.9℃ vs 178.8 ℃），更高的拉伸强度和弯曲强度。此外，HCA-EP-DDM能够通过垂直燃烧测试V-1等级，LOI为32.6%，且其锥形量热测试中的峰值热释放速率相比E51-DDM下降60%。通过测试分析可知，HCA-EP-DDM的较好的阻燃性能可归因于1）燃烧过程中具有更好的成炭性，能够阻隔热和氧气的传递；2）气相产物中主要生成不可燃的CO₂和NH₃，能够稀释气相产物，带走热量。

该工作近期发表在Chinese Chemical Letters上，第一作者为本室博士生宋鑫。