
第33卷,第10期 2013年10月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.33,No.10,pp2655-2660
October,2013
新型腰果酚基不饱和树脂的结构及其紫外光固化行为的红外光谱研究
李守海1-2,杨雪娟",李梅",黄坤1.2,夏建陵1.2
1、中国林业科学研究院林产化学工业研究所;江苏省生物质能源与材料重点实验室,
国家林业局林产化学工程重点开放性实验室,生物质化学利用国家工程实验室,江苏南京210042 2.中国林业科学研究院林业新技术研究所,北京100091
摘要以天然产物腰果酚为原料,利用其酚羟基与环氧基的反应活性,通过开环醚化反应制备了两种腰果酚基不饱和树脂单体。通过傅里叶红外光谱研究了合成过程中主要活性基团的变化,结合核磁共振氢谱及凝胶渗透色谱分析进一步确定了合成树脂单体的分子结,并利用红外光谱法对树脂单体的紫外光固化行为进行了研究,且对其光固化物进行了热重分析。研究表明:分子结构分析确认了目标产物的成功合成,树脂单体的分子结构以及不饱和双健含量对树脂的固化速度和固化物的热稳定性有着重要影响,两种单体
在30s内均已基本达到最高固化水平,光周化物的主分解初始温度均可达到350℃以上。关键词腰果酚;生物质基不饱和树脂;红外光谱分析;紫外光固化行为
DOI; 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2013)10-2655-06
文献标识码:A
中图分类号:TQ322.4十1
引言
不饱和树脂一般是指分子结构中含有高活性不饱和双键的一类树脂,现已广泛应用于石油化工、冶金、造纸、医药、建筑等行业[-3]。但合成不饱和树脂的重要原料双酚A基本来源于石油化工原料,随着石油资源的日益枯竭和环境污染的日益严重,导找优质、价、可再生的石油基原料替代品成为当今世界科研领域的热点和发展趋势(+},腰果油是从腰果废料一腰果壳中榨取而得,其中含有90%以上的腰果酚。腰果酚是一种重要的天然生物酚原料,其分子结构中大多是一种间位上带有一个15碳长的碳链的单羟基苯酚结构,既具有酚类化合物的特性,又具有类似于脂肪族化合物的特性。腰果酚无毒性,无腐蚀性,对人体、环境比较友好%9]。目前世界年产腰果酚在200万吨以上,腰果酚现已广泛应用于环氧树脂、酚醛树脂和离子交换树脂等领坡(9-12),近年来生物基产品逐步向高附加值、精细化、功能化等方向发展,为顺应此发展方向,本研究正是利用天然腰果酚合成了两种新型的腰果酚基不饱和树脂,文中对腰果酚基不饱和树脂的合成、结构特征及其光固化行为进行了系统研究,为腰果酚这一天然产物的进一步开发利用提供理论支持与技术参考。
1实验部分
试剂及原料
1.1
腰果壳油购自上海美东生物材料有限公司,工业品;安息香二甲醚购自西亚试剂有限公司,AR;甲基丙烯酸缩水甘油酯、N,N-二甲基芋胺、对苯二酚、马来酸酐、三苯基膦均购自国药集团化学试剂有限公司,AR。
腰果酚基不饱和树脂单体的制备 1.2
1.2.1腰果酚聚合甲基丙烯酸缩水甘油酯的制备
首先将腰果壳油置于减压蒸馏装置中,控制压力保持在 5~6kPa,收集230~250℃馏分,此时收集的淡黄色液体为纯度98.5%的腰果酚(CD)。准确称取500.00g腰果酚置于反应器中,加人0.50g对苯二酚,通入氮气保护气,搅拌并升温至80℃,然后加人5.00gN,N-二甲基卡胺催化剂,加快搅拌速度,并缓慢滴加236.75g溶有少量对苯二酚(0.25 g)的甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA),滴加完毕后缓慢升温至120℃,反应4h后迅速冷却收集成品即制得腰果酚聚合甲基丙烯酸缩水甘油酯(CD-p-GMA)。
1.2.2马来酸酐改性腰果酚聚合甲基丙烯酸缩水甘油酯的
制备
准确称取98.00g马来酸酐置于反应器中,加热升温至
收稿日期:2013-01-06,修订日期:2013-03-10
基金项目:国家自然科学基金项目(31170544)和江苏省自然科学青年基金项目(BK2012065)资助
作者简介:李守海,1979年生,中国林业科学研究院林产化学工业研究所助理研究员
*通讯联系人
万方数据
e-mail; xiajianling@126.com
e-mail; lishouhai1979 @163. com