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  隨著石化資源日益短缺和環(huán)境污染日益嚴(yán)峻，高分子材料的可持續(xù)發(fā)展問題受到持續(xù)關(guān)注，對可再生生物質(zhì)高分子材料的研究將幫助人們擺脫對石化資源的依賴、改善環(huán)境并實(shí)現(xiàn)低碳生活。植物油基高分子原料來源廣泛，具有良好的生物相容性、可降解性和較均衡的機(jī)械性能，是重要的生物質(zhì)高分子材料。此外，高性能植物油基高分子材料的發(fā)展還能夠解決廢棄油脂所帶來的環(huán)境問題和食品安全問題，兼具科學(xué)意義和現(xiàn)實(shí)意義，因此成為近年來國內(nèi)外學(xué)術(shù)研究和應(yīng)用開發(fā)的熱點(diǎn)。

  環(huán)氧樹脂具有優(yōu)良的機(jī)械性能、電絕緣性能、抗化學(xué)腐蝕和良好的粘結(jié)性能。因此，在涂料、膠粘劑、電子等國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。工業(yè)中最常用雙酚A與環(huán)氧氯丙烷制備環(huán)氧樹脂,而雙酚A會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的健康問題，尤其是免疫系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)，因此發(fā)展生物基環(huán)氧樹脂成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。

  當(dāng)前，環(huán)氧大豆油主要被用作高分子加工工程中的增塑劑或穩(wěn)定劑。然而，環(huán)氧大豆油的環(huán)氧基團(tuán)活性低，其熱固性環(huán)氧樹脂的機(jī)械性能差，還難以應(yīng)用。針對這一問題安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)汪鐘凱教授課題組在前期制備基于植物油的熱塑性高分子的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)合成了一系列熱塑性植物油環(huán)氧高分子。將植物油轉(zhuǎn)化為環(huán)氧高分子，隨著單個(gè)高分子上環(huán)氧基團(tuán)的數(shù)量的增加，其熱固性樹脂的機(jī)械性能也得到了大幅提升（圖1）。固化交聯(lián)后，基于植物油環(huán)氧高分子的熱固性樹脂顯示出高于環(huán)氧大豆油約25倍的拉伸強(qiáng)度，且同時(shí)保持相近的斷裂伸長率。更重要的是，通過簡單地調(diào)整環(huán)氧基與固化劑的投料比，可獲得一系列從軟彈性體到高韌性的材料。這種方法簡單高效，極易放大，具有很好的應(yīng)用前景。

圖1. 環(huán)氧大豆油VS環(huán)氧高分子結(jié)構(gòu)模型及其機(jī)械性能對比。

  該研究的最大意義在于，提供了一種高效制備高性能植物油基環(huán)氧樹脂的技術(shù)新途徑，對植物油環(huán)氧樹脂的工業(yè)化應(yīng)用有著重要的啟示作用。相關(guān)成果以“Plant Oil-Derived Epoxy Polymers toward Sustainable Biobased Thermosets”為題發(fā)表在Macromolecular Rapid Communications 2017, DOI: 10.1002/marc.201700009上，并獲得國家科學(xué)基金的支持。

  論文鏈接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/marc.201700009/full