生物质基厚朴酚和糠醛对酚醛树脂的改性研究

为了减少化石能源的使用,选取生物质基厚朴酚和糠醛取代部分苯酚和甲醛,制备了改性酚醛树脂。通过傅里叶变换红外光谱仪,核磁共振波谱仪对改性酚醛树脂进行表征,考察了改性酚醛树脂的基础性能及固化后的力学性能。结果表明:厚朴酚和糠醛改变了酚醛树脂的分子结构,改性酚醛树脂的黏度和游离酚含量明显降低;经过固化后的改性酚醛树脂拉伸强度、冲击强度、弯曲强度分别提高18.6%、20.4%和24.9%。

基于含亚胺键香草醛二醇的生物基可降解热塑性聚氨酯的制备及性能

由于资源稀缺和环境保护要求,依赖于石化来源的传统热塑性聚氨酯(TPU)在工业生产可持续性和使用后的废物的回收方面都面临着重大挑战。开发由可再生生物质资源合成的生物基TPU正变得日益迫切。以可再生的生物质资源香草醛(VAN)与间苯二甲胺反应合成了分子结构中带亚胺键的生物基扩链剂VAN衍生二醇(VAN-OH),并与1,4-丁二醇(BDO)组成不同比例的扩链剂组分,通过两步法与聚己内酯二醇(PCL),4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)加成聚合制备了一种高性能、可降解的生物基热塑性聚氨酯(BTPUs)。对BTPUs的结构、热性能、力学性能及化学降解性能进行了测试与表征。结果表明,适量生物基扩链剂VAN-OH的加入增强了BTPUs分子链结构中氢键作用、结晶性能和微相分离程度,从而提高了BTPUs的热稳定性、力学性能及降解性能。当VAN-OH在扩链剂中的物质的量分数为25%时,BTPUs的力学性能表现最佳,拉伸强度为33.32 MPa,断裂伸长率为823.62%,降解时间相较于未加VAN-OH的缩短了37.5%。当VAN-OH在扩链剂中的物质的量分数超过50%时,BTPUs的力学性能下降明显,但降解时间进一步缩短。上述研究结果验证了含动态亚胺键生物基扩链剂的存在能改善TPU的热学、力学与降解性能,可为开发新型BTPUs提供借鉴。

生物质基高邻位热塑性酚醛树脂作为树脂纤维前驱体的研究

以大理漾濞核桃(Juglans regia)壳液化物为原料,合成了生物基热塑性酚醛树脂(thermoplastic phenolic resin,TPPF),探讨了核桃壳液化物中苯酚(phenol,P)与甲醛(formaldehyde,F)的摩尔比、反应时间、反应温度对TPPF得率、游离酚含量和有机元素含量的影响,在获得优化合成条件的基础上,使用ZnOH为催化剂合成生物基高邻位热塑性酚醛树脂(High-Ortho TPPF),探讨了甲醛加入次数对生物基High Ortho TPPF的邻对位比值(O/P)的影响,并采用核磁共振(NMR)、红外光谱(FTIR)对生物基High Ortho TPPF进行表征。结果表明,生物基TPPF的最佳合成条件为核桃壳液化物中苯酚与甲醛的摩尔比1∶0.75、反应时间3.5h、反应温度85℃,树脂得率为75.70%,游离酚含量为9.18%;在此基础上,利用FTIR可发现采用两步甲醛法能够制备生物基High Ortho TPPF,其邻对位比值通过核磁验证为1.10。

热塑性树脂增韧酚醛树脂基复合材料研究

研究热塑性树脂的含量、端基、分子量对酚醛树脂基复合材料性能的影响,用扫描电镜观察增韧体系的断口形貌,对增韧机理进行了探索。结果表明,以热塑性树脂膜和固化后的酚醛树脂膜形成连续相、酚醛树脂固化球粒为分散相的"网膜-球粒"结构使酚醛树脂基复合材料的韧性提高。

液化木基热塑性酚醛树脂的固化反应动力学

利用差示扫描量热法(DSC)研究了液化木基热塑性树脂(PWF)的固化特征及其动力学,用热重法(TG)和傅立叶红外光谱技术(FT-IR)研究了固化后PWF的热降解性能和结构特征,并对比研究了传统热塑性酚醛树脂(PF)的固化反应,旨在为确定新型PWF的固化工艺提供依据。结果表明,六次甲基四胺(HMTA)用量对固化反应的表观活化能影响较大,HMTA与树脂质量比为100:10时,表观活化能较低,为107.76kJ/mol,低于相同条件下PF的表观活化能(141.35kJ/mol);HMTA用量对固化反应级数几乎没有影响,反应级数恒定在0.95,与PF的固化反应级数相同。最大固化速率温度和升温速率(Tp-β)外推法求得PWF固化工艺温度在135～137℃。PWF和PF的热重曲线变化趋势在30～291℃完全相同,两者在200℃以前几乎不发生失重现象,当温度超过200℃后,两者皆有轻微的失重,PWF和PF的热降解温度分别为291和296℃。IR结果证明固化后PWF和PF的结构相似。

巴斯夫推出一种新型醚基热塑性聚氨酯(TPU):Elastollan®1400

巴斯夫推出一种新型醚基热塑性聚氨酯:Elastollan®1400。新型TPU系列具有出色的耐水解和耐微生物性,结合了稳定的加工性能和良好的压缩变形性能。该材料具有出色的爆破压力性能,可以通过挤出和注塑成型进行加工。Elastollan®1400的老化稳定性确保了持久的性能——是广泛应用的多功能选择。

新型生物基热塑性弹性体及其制备分析

以生物基材料氢化苯乙烯-β-法尼烯嵌段共聚物为基材,添加一定量聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯或聚乳酸、无机填料以及抗氧剂,制备得到新型生物基热塑性弹性体。测试结果表明,弹性体的剥离强度主要与熔融指数有关,熔融指数越高剥离强度越大,循环10次的循环拉伸其弹性回复率大于90%,所制备得到的塑性弹性体具有良好的降解性能、分子量较高,弹性良好等优异性能。

酚醛树脂基活性炭球的合成及研究进展

酚醛树脂基活性炭球兼具球形活性炭及树脂基活性炭二者的优点,具有机械强度高、炭化收率高、吸附能力强、耐热性好、孔隙结构发达等特性。本文分别介绍了传统酚醛树脂基活性炭球和生物基酚醛树脂活性炭球的国内外研究进展及在吸附、超级电容器、催化剂载体等领域的应用现状,最后对酚醛树脂基活性炭球研究进行了展望。首先,应在降低成本和完善形貌等方面进一步探索;其次,以木质素、生物油等最大程度地代替苯酚制备生物基酚醛树脂活性炭球是今后研究的主要方向。

淀粉基热塑性生物降解塑料的研制

以干法改性淀粉为主要原料 ,通过由V (甘油 )∶V (乙二醇 ) =1∶2组成的复合增塑剂的增塑 ,添加增强剂PX和增溶剂EAA ,共混后可研制出淀粉基热塑性生物降解塑料。研究表明 ,该塑料中w (改性淀粉 ) =5 0 %～ 70 % ,其他添加成分也均可生物降解 ,具有良好的机械性能。生物降解实验显示其在 90d后降解率达 5 0

顺丁橡胶/生物基酚醛树脂复合材料的研究

利用生物基材料木质素代替部分苯酚合成生物基酚醛树脂,并将其应用到顺丁橡胶中;采用同步法制备顺丁橡胶/生物基酚醛树脂复合材料(BR/LPF),并对其形态结构、机械性能及热稳定性等进行了研究。SEM及DSC结果表明,BR/LPF形成了互穿网络结构,两相出现相分离,相畴尺寸较大。机械性能实验结果表明,BR与LPF的比例对复合材料的拉伸强度、撕裂强度、硬度、拉断伸长率等影响较大,其中以BR/LPF(80/20)复合材料综合性能最佳;LPF的构成组分对机械性能也有较大影响。TGA实验表明,BR/LPF复合材料具有较好的热稳定性,加入LPF可提高复合材料的降解温度(T50%)。

生物质基酚醛树脂的研究进展

综述了生物质液化技术的发展现状,通过考察催化剂用量、液化反应温度、液化反应时间和液固比(苯酚/生物质)对生物质苯酚液化条件进行优化,做到替代部分或全部苯酚,有效解决石化能源不足及环境污染等问题。简要介绍了生物质基酚醛树脂的应用、发展以及其优势与存在的主要问题,并对该技术的下一步研究方向进行了展望。

硼改性核桃壳生物基酚醛树脂的制备与性能研究

以核桃壳经苯酚液化后的液化产物、硼酸、多聚甲醛为原料,通过固相法合成硼改性核桃壳生物基酚醛树脂(BWPF),用傅立叶红外光谱(FTIR)分析其结构,扫描电镜(SEM)观察其自然断面形貌,差示扫描量热法(DSC)与热重分析法(TG)分析其热性能。结果表明:硼酸与核桃壳液化产物中的酚羟基发生反应生成新的交联,随着硼酸加入量的增加,硼改性核桃壳生物基酚醛树脂韧性和固化温度得到提高;随着硼酸加入量的增加、反应温度的提高和反应时间的延长,硼改性核桃壳生物基酚醛树脂炭残余质量有所增加,耐热性能提高。

生物质基酚醛树脂的合成及其复合材料性能

用苯酚在酸性条件下对杉木木粉进行常压、高温液化制备液化油,以中和后的生物液化油和改性剂尿素进行氨基甲酸酯提质,并与多聚甲醛缩聚得到生物基热固性树脂;以生物基热固性树脂作为复合材料基体,制备了石英布层压板复合材料。采用凝胶渗透色谱法(GPC)、差热扫描量热法(DSC)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、流变测量和热失重分析(TGA)等表征了生物热固性树脂及其固化物的性能,采用扫描电镜(SEM)、三点弯曲力学性能测试和动态热机械分析(DMA)等技术对复合材料的断面形貌和力学性能进行了评价。结果表明:生物基热固性树脂的固化存在2个固化放热峰(185和220℃);生物基热固性树脂的树脂残炭率约为45%~48%;生物树脂基层压板复合材料的室温弯曲强度为357 MPa、弯曲模量为17 GPa;生物树脂基复合材料的玻璃化温度大于270℃(远高于酚醛树脂复合材料的玻璃化温度215℃)。生物质酚醛树脂是一种可以替代纯酚醛树脂的绿色低成本热固性复合材料基体。

生物油的氨基甲酸酯化改性及其酚醛树脂的制备

以生物油为原料,生物油与尿素按质量比100∶20、100∶30、100∶50进行氨基甲酸酯化改性,制备氨基甲酸酯生物油UO-20、UO-30和UO-50,进一步合成了生物基酚醛树脂UOR-20、UOR-30和UOR-50;对改性生物油及其酚醛树脂进行了结构表征,并研究了酚醛树脂的固化和耐热性能。结果表明:氨基甲酸酯化改性在生物油中引入了酰氨基,有利于生物基酚醛树脂的合成反应;随着生物油氨基化程度的增加,生物基酚醛树脂的软化点和凝胶化温度均有所降低;生物基酚醛树脂固化过程中在178和205℃有两个吸热峰,同时具有良好的流变性和加工成型性;在氮气气氛下800℃时,生物基酚醛树脂的残炭率可达42%~46%,热分解温度为245~325℃,具有很好的耐热性,并且残炭率和热分解温度均随生物油氨基化程度的增加而提高。

动态硫化法制备生物基热塑性硫化胶的研究与进展

采用动态硫化技术制备的热塑性硫化胶(TPVs),具备弹性、热可塑性及回收再利用性能,发展前景广阔。但目前大多数TPVs为石油基热塑性硫化胶,所选用的原材料来源于石化资源,与“绿色环保”理念不符,因此由生物基聚合物(生物基橡胶、生物基塑料等)制备的TPVs逐渐成为研究热点。文中主要综述了TPVs的制备工艺和近年来基于塑料相为聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、橡胶相为杜仲胶(EUG)以及其他一些生物基材料制备的生物基TPVs的研究进展,并对生物基热塑性硫化胶的发展进行展望。

生物基热塑性聚氨酯弹性体的研究

分别采用聚丁二酸/1,3-丙二醇酯(PS,100%生物基聚酯多元醇)、聚己二酸/1,4-丁二醇酯(PA),与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,4-丁二醇反应合成热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。研究了不同类型的聚酯多元醇对TPU力学性能、耐溶剂和耐水解等性能的影响,分析了聚酯多元醇相对分子质量对TPU力学性能的影响。结果表明,采用PS合成的TPU产品,具有优异的力学性能和耐溶剂性能。

聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯/二氧化碳基热塑性聚氨酯三元薄膜的制备与性能研究

用熔融共混法和挤出吹膜工艺制备了聚乳酸(PLA)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)/二氧化碳基热塑性聚氨酯(PPCU)薄膜。用差示扫描量热仪(DSC)、力学测试、流变测试和接触角分别详细研究了PLA/PBS/PPCU共混体系的结晶性能、力学性能、流变学特性和亲水性。DSC结果分析表明PLA与PBS的结晶可互相抑制,共混体系总结晶度下降,有利于薄膜的韧性提高。力学结果表明PPCU对PLA改性效果好,显著提高其力学性能。而PBS的加入进一步改善了PLA的柔韧性,断裂伸长率更高,杨氏模量下降显著。PBS的加入使体系黏度降低,增加流动性。PBS对改善共混薄膜亲水性有一定作用。

聚乳酸/热塑性淀粉多组分生物可降解共混物研究进展

全生物基聚乳酸/淀粉生物可降解材料,同时具有聚乳酸(PLA)的高性能和淀粉(TPS)的低成本,是近年来受到广泛关注的全生物降解高分子体系。由于淀粉具有较强的亲水性,与PLA基体难以相容,使界面的黏附性较差,导致材料的性能恶化;PLA/TPS共混物体系研究的焦点主要是通过改善组分的界面相容性,提高共混物的力学性能。文章对聚乳酸/热塑性淀粉(PLA/TPS)共混物的制备和性能进行介绍,对PLA/TPS二元共混物的力学性能进行了概述,主要总结了增塑剂、无机粒子对PLA/TPS共混物界面结构和力学性能的影响,详细阐述了接枝(嵌段)共聚物、小分子化合物增容PLA/TPS共混物多组分体系的研究进展。高性能聚乳酸/淀粉生物可降解多组分共混物是一种极具开发前景的新型生物可降解塑料。

Covestro和Reverdia开发生物基热塑性聚氨酯

荷兰Reverdia公司和德国拜耳材料科技公司的前身Covestro公司于2015年10月7日宣布,双方已经达成了一项协议,共同开发和推广基于可再生原料的热塑性聚氨酯（TPU）。Covestro公司将采用来自Reverdia公司的生物琥珀基琥珀酸,用于生产其Desmopan品牌的TPU,可用于各种应用,包括鞋类和消费电子行业。生物琥珀基琥珀酸自2012年起使用Reverdia公司专利的低p H值酵母技术进行商业化规模生产,使Covestro可充分利用多年的研究成果。

生产增塑聚乙烯醇的方法及其用于制备淀粉基可生物降解的热塑性组合物

在不足以溶解聚乙烯醇的有机增塑剂和水量存在和于常规条件下通过混合聚乙烯醇生产增塑聚乙烯醇的方法，包括步骤Ⅰ)在最高温度不高于其软化点的温度预增塑聚乙烯醇，以生产具有熔点低于所用聚乙烯醇软化点预增塑聚乙烯醇，和Ⅱ)在温度高于其熔点和剪切应力条件下进一步加工这样生成的预增塑聚乙烯醇一段时间，以生产基本均匀的熔体。