香草醛基高性能阻燃环氧树脂：简便合成与性能研究

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双酚A环氧树脂在涂料、粘合剂和复合材料等领域应用广泛，但其环境和经济方面的局限性促使人们寻求生物可再生且环境友好的阻燃替代品。木质素衍生物香草醛作为一种工业规模的单芳香族化合物，是开发高性能聚合物的潜力股，但其二环氧基树脂的合成仍面临挑战。同时，实现生物基环氧树脂兼具高性能和优异阻燃性更具难度。本研究通过香草醛、二胺和亚磷酸二乙酯的一锅法反应，包含席夫碱形成和磷-氢加成，随后与环氧氯丙烷反应，成功合成了两种新型生物基环氧单体EP1和EP2。这些新型环氧单体与双酚A环氧树脂DGEBA表现出相似的反应活性。固化后的香草醛基环氧树脂展现出优异的阻燃性能，UL-94等级达到V0，极限氧指数（LOI）高达约32.8%，这得益于其出色的膨胀炭化和致密炭层形成能力。此外，固化的香草醛基环氧树脂表现出极高的玻璃化转变温度（Tg）约214 °C，拉伸强度约80.3 MPa，拉伸模量约2709 MPa。这些性能显著优于固化的DGEBA（其Tg为166 °C，拉伸强度为76.4 MPa，拉伸模量为1893 MPa）。值得一提的是，通过在合成过程中使用不同的“偶联剂”（二胺），香草醛基环氧树脂的性能易于调控。

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