与传统树脂相比，生物基环氧树脂表现出更高的极限应变、略低的玻璃化转变温度、拉伸模量和极限强度。另外最值得注意的是，它在接缝处表现出色的粘合强度，比基于BPA的同类产品高出三倍。这一发展为高性能交战剂应用提供了可持续的解决方案，满足安全和技术要求的同时减少对环境的影响。相关研究成果发表在《材料科学杂志》上。
呋喃基环氧树脂
源自碳水化合物的呋喃基环氧树脂已成为用于粘合剂应用的石油基配方的有前途的替代品。2,5-双[(环氧乙烷-2-基甲氧基)甲基]呋喃 (BOMF) 是一种衍生自5-羟甲基糠醛 (HMF) 的化合物，是从糖类生产的最重要的分子之一。在以前的研究中，BOMF衍生的环氧树脂已用于粘合聚碳酸酯基材，表现出比石化基苯基缩水甘油醚更高的拉伸剪切强度。
该领域的最新进展之一包括通过使用马来酸酐 (MA) 固化 BOMF 开发完全生物基环氧树脂系统。MA 很容易从 HMF 中提取，使其成为一种环保选择。使用差示扫描量热法 (DSC) 和化学流变分析监测交联过程，并评估所得环氧树脂在碳纤维增强热固性 (CFRP) 接头上的粘合性能。
生物基环氧树脂的优势
与传统的基于 BPA 的环氧树脂相比，BOMF/MA 显示出多项优势。它显示出更高的极限应变、略低的玻璃化转变温度、拉伸模量和极限强度。此外，BOMF/MA 在 CFRP 接头上表现出出色的粘合强度，比基于 BPA 的对应物高出三倍。这种非凡的粘合强度凸显了呋喃基环氧树脂作为结构粘合剂在各个行业中的潜力。
此外，生物基环氧树脂的开发解决了这些材料生产中可持续性的挑战。通过用生物基替代品替代双酚 A，研究人员正在为更安全、更环保的粘合剂应用而努力，例如防护涂层、造船复合材料中的热固性基质、风力涡轮机和飞机和结构粘合剂。
实际应用和未来研究
随着对可持续和环保材料的需求不断增加，生物基环氧树脂的实际应用非常广泛。从汽车和航空工业到建筑和可再生能源行业，这些环氧树脂可以提供高性能的粘合剂解决方案，同时减少对环境的整体影响。此外，生物基环氧树脂的可再加工性也更吸引人，例如源自环氧化植物油和衣康酸的热固性树脂。
尽管开发具有增强粘合性能的全生物基环氧树脂是一项重大进步，但仍需要进一步研究以继续改善这些材料的特性和性能。通过探索生物基化合物和固化剂的新组合，科学家们可以为各行各业开发出更有效、更环保的粘合剂，为更可持续的未来做出贡献。
