Page 57 - 《橡塑技术与装备》2025年5期

理论与研究
THEORY AND RESEARCH

酶解木质素基环氧树脂的合成与性能研究

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陈师岐 ，徐建晖 1,2* ，王杰 1,2 ，黄浩 ，王选伦 3*
(1. 重庆市智翔铺道技术工程有限公司，重庆 401336 ；
2. 招商局重庆交通科研设计院有限公司，重庆 400067 ；
3. 重庆理工大学材料科学与工程学院，重庆 400054)

摘要 ： 以酶解木质素替代双酚 A 为合成原料，与环氧氯丙烷进行化学反应合成酶解木质素基环氧树脂，并用胺类固化剂制备
其固化物，并通过 n 级模型分析推测其固化动力学方程。采用力学性能测试、红外光谱、热失重分析仪、差示扫描量热仪等研究
方法对酶解木质素基环氧树脂固化物进行评估。结果如下，当酶解木质素替代双酚 A 的含量 20% 时，酶解木质素基环氧树脂综
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合性能最优，其中拉伸强度为 58.8 MPa，缺口冲击强度为 6.9 kJ/m ；热失重分析仪研究表明，酶解木质素基环氧树脂固化物的
热稳定性优异。
关键词 ： 酶解木质素 ；环氧树脂 ；固化动力学 ；力学性能
中图分类号 ： TQ323.5 文章编号 ： 1009-797X(2025)05-0013-06
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2025.05.003

石油基双酚 A 型环氧树脂具有强度高、刚性大、 反应制备其固化物，研究其酶解木质素替代双酚 A 不
耐热性及黏结强度优异的物理机械性能，在电子封装、 同掺量对酶解木质素基环氧树脂结构与性能的影响。
航空航天、道路建设等领域应用广泛 [1] 。然而，环氧
树脂价格昂贵且合成环氧树脂的基本单体 - 双酚 A， 1 实验部分
具有潜在的生理毒性 [2~3] ，这也并不符合当前绿色化 1.1 实验材料
学的发展趋势。除此之外，环氧树脂来源于石油，而 酶解木质素 ：木质素含量＞ 90%，山东龙力生物
石油属于不可再生能源 [4] ，随时面临着能源失衡和短 科技股份有限公司 ；无水乙醇 ：分析纯，成都市科隆
缺的危机，这极大地制约了环氧材料在各个领域的应 化学品有限公司 ；氢氧化钠 ：分析纯，成都市科隆化
用与发展。因此，迫切需要用一种环保可再生的生物 学品有限公司 ； N，N- 二甲基甲酰胺 ：分析纯，成都
基材料来完全或部分替代双酚 A，进而制备出绿色、 市科隆化学品有限公司 ；环氧氯丙烷 ：分析纯，成都
环保、再生的生物基环氧树脂。 市科隆化学品有限公司。
在众多自然生物基原料中，酶解木质素拥有自然 1.2 实验设备
界唯一由芳香族骨架构成的绿色可持续来源优势而成 傅里叶红外光谱仪 ： IS10，美国 ；差示扫描量
为制备生物基环氧树脂的 “ 潜力新星 ”。目前，以木 热 仪（DSC）： Q-20，美国 TA 公司 ；热重分析仪
质素合成环氧树脂有三种途径 ： （TGA）： Q-50，美国 TA 公司 ；循环水式真空泵 ：
（1）酶解木质素直接与环氧树脂共混制备合成木 SHZ-DIII，上海予华仪器设备有限公司 ；旋转蒸发
质素基环氧树脂 [5] 。 仪： RE-52AA，上海予华仪器设备有限公司 ；电热
（2）酶解木质素作为原料与环氧氯丙烷反应制备 鼓风干燥箱 ： HTF-313C，重庆威尔震昌科技股份有
木质素基环氧树脂 [6] 。 限公司 ；集热式恒温加热磁力搅拌器 ： DF-101S，上
（3）先将酶解木质素改性提高其反应活性，再环 海力辰邦西仪器科技有限公司 ；离心机 ： TG-16G，
氧化反应合成木质素基环氧树脂 [7] 。
本文以酶解木质素基环氧树脂为原料，以环氧化 作者简介 ：陈师岐（1995-），硕士，中级工程师，研究方
向为生物基热固型材料和道桥养护新材料。
改性方式引入环氧基团制备环氧树脂，随即与固化剂
* 为通讯作者

年
2025 第 51 卷 ·13·