生物基高分子材料具有綠色、環(huán)境友好和可再生等特點，能夠有效緩解化石能源危機和環(huán)境污染等問題。盡管如此，設計及合成能夠滿足其高性能化和功能化要求的生物基單體仍然是一大挑戰(zhàn)，是推廣生物基高分子材料應用范圍并提升其對石油基高分子材料競爭優(yōu)勢的關鍵問題。

圖1 三嗪環(huán)生物基環(huán)氧樹脂THMT-EP與石油基雙酚A型DGEBA的性能比較

大連理工大學化工學院高分子材料系蹇錫高院士團隊在前期含噠嗪酮芳香雜環(huán)結(jié)構(gòu)的生物基化合物合成的工作基礎上（Nature Communications, 2019, 10, 2107），進一步以香草醛為原料合成出了全生物質(zhì)碳的含三嗪環(huán)結(jié)構(gòu)的三酚化合物，并以此構(gòu)筑具有熱致液晶特性的生物基環(huán)氧樹脂。在相同的固化條件下，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度達到了目前所知的生物基環(huán)氧樹脂的最高值300℃，這比商品化的石油基的雙酚A型環(huán)氧樹脂高了120 ℃；同時由于其熱致液晶的特點，使生物基環(huán)氧樹脂的彎曲模量和強度相較于雙酚A型的分別提高了53.9%和14.3%，表現(xiàn)出了更好的韌性。由此解決了環(huán)氧樹脂增韌過程中強度、韌性和熱穩(wěn)定性難以同時提升的關鍵問題。相關工作已發(fā)表于化工領域TOP期刊Chemical Engineering Journal上（https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.126881）。

圖2 厚樸酚基環(huán)氧樹脂DGEM與石油基雙酚A型DGEBA的性能比較

近日，團隊又以生物基的厚樸酚化合物為原料，制備出新型的環(huán)氧樹脂DGEM。因其含有“剛?cè)峒鏉?rdquo;的化學結(jié)構(gòu)（剛性的聯(lián)苯和柔性的脂肪鏈），生物基環(huán)氧樹脂具有優(yōu)越的加工性能（低本征粘度、寬加工窗口）和靈活可調(diào)的綜合性能（熱穩(wěn)定性、力學性能和本征阻燃特性）。解決了環(huán)氧樹脂應用發(fā)展中其阻燃性能、力學性能和熱穩(wěn)定性相互制約難以協(xié)調(diào)的尖銳矛盾。相關工作已發(fā)表于化工領域TOP期刊Chemical Engineering Journal上（https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.124115）。

上述研究論文的第一作者均為翁志煥副教授協(xié)助蹇錫高院士指導的博士生戚裕同學，前者為論文的通訊作者。以上工作得到了國家自然科學基金（U1663226, 51873027, 51673033）、遼寧省自然科學基金（2019-ZD-0139）和校創(chuàng)新團隊專題項目（DUT20TD114）的支持。