你可能不知道的天然油脂——桐油

說到天然油脂,你的第一反應是什麼呢?動物油?植物油?那再細分呢?可能會是大豆油、橄欖油等等平時常用的食用油吧。但你們是不是沒有聽過桐油(tungnoil)呢?

nn

桐油是油桐樹的種子榨油獲得的,天然狀態下是無色的,但商用產品是淡黃並帶有泥土香味的。中國的桐油產率佔有全球的80%,作為常溫下極好的幹性油脂可以用作塗料、清漆等。桐油的主要成分與其他天然油脂一樣主要組分都是不同種類的甘油三酸酯,桐油的甘油三酸酯主要含有84%高不飽和度的α-桐酸,共軛三烯烴提供了大部分的C=C,這種高不飽和度使其單體可以發生自由基聚合、共聚,成為一系列從橡膠到熱固性樹脂等高分子材料。同時,共軛結構的存在使之能夠在引發劑作用下發生陽離子聚合,例如三氟化硼乙醚(BF3·OEt2)。除了桐酸外,桐油還含有4%飽和酸,8%油酸和4%亞油酸。

nnnn

早些年愛荷華州立大學的R.C.Larock教授在桐油基的熱固性樹脂上做了相當的研究,他們用三氟化硼乙醚引發陽離子聚合,並用了二乙烯基苯(DVB)或與苯乙烯共同作為交聯共聚的單體,可以稀釋桐油,提高聚合交聯度,較低的溫度下就能聚合固化。DVB和桐油的C=C存在競爭關係,隨著DVB加入量增加,凝膠時間先增後減,同時還用諸如大豆油和低飽和度大豆油等不同的天然油脂調控桐油反應率,改變凝膠時間。

nn

國內中國林科院的周永紅教授在桐油和不飽和聚酯(UPE)上也有相當多的研究成果。他們通過D-A反應改性DCPD-UPR樹脂,後用苯乙烯共聚交聯固化,提高韌性、熱穩定性,但力學性能和玻璃化轉變溫度降低,原理是因為相分離和交聯的協同作用。此外,也有研究人員類似的用少量桐油作為增韌劑共混改性UPE。同樣利用D-A反應,桐油還可經過醇解後馬來酸化,再與苯乙烯共聚製備生物基UPE,雖然韌性較優,但其他力學性能上還是不如石油基的UPE。最近這個研究又進了一步,在馬來酸化的桐油基礎上加入丙烯酸單體,引入足夠的C=C參與交聯。

nnnnnn

相當長時間沒空寫小文章了,最近剛好順手讀了一些桐油的文獻,就擠了點時間寫了一篇。以下是無規範的幾篇參考文獻:

nn

[1] Li F, Larock R C.nThermosetting polymers from cationic copolymerization of tung oil: synthesisnand characterization[J]. Journal of applied polymer science, 2000, 78(5):n1044-1056.

nn

[2] Li F, Larock R C. Synthesis,nstructure and properties of new tung oil-styrene-divinylbenzene copolymersnprepared by thermal polymerization.[J]. Biomacromolecules, 2003, 4(4):1018.

nn

[3] Das K, Ray D, Banerjee C, etnal. Novel materials from unsaturated polyester resin/styrene/tung oil blendsnwith high impact strengths and enhanced mechanical properties[J]. Journal ofnApplied Polymer Science, 2011, 119(4):2174–2182.

nn

[4] Liu C, Yang X, Cui J, et al. Tungnoil based monomer for thermosetting polymers: synthesis, characterization andncopolymerization with styrene[J]. Bioresources, 2011, 7(1): 0447-0463.

nn

[5] Liu C G, Zhou Y H, Hu L H.nNovel Biobased Materials from Tung Oil-Based Monomer and Tung Oil-ModifiednUnsaturated Polyester[J]. Advanced Materials Research, 2012,n581-582(1):121-124.

nn

[6] Liu C, Lei W, Cai Z, et al.nUse of tung oil as a reactive toughening agent in dicyclopentadiene-terminatednunsaturated polyester resins[J]. Industrial Crops & Products, 2013,n49(4):412-418.

nn

[7] Liu C, Shang Q, Jia P, et al.nTung Oil-Based Unsaturated Co-ester Macromonomer for Thermosetting Polymers:nSynergetic Synthesis and Copolymerization with Styrene[J]. Acs SustainablenChemistry & Engineering, 2016.

推薦閱讀:

材料工程未來20年的發展會怎樣,高分子和複合材料的?
ansys如何建立複合材料層合板模型?
如果把J-20的隱形塗料塗在理想外形的轎車上,雷達測速器會不會失效?

TAG:复合材料 | 材料科学 | 高分子材料 |