植物油脂基热塑性高分子合成与应用研究进展(4)

2.2 热塑性弹性体

弹性体是具有黏弹性质的一类高分子材料，一般具有低模量和高拉伸倍率以及良好的回弹性。热塑性弹性体由塑料相(硬相)和橡胶相(软相)组成，侧链型植物油脂基热塑性高分子是橡胶相的优良选择。Wang等[20]以侧链型热塑性植物油高分子为橡胶相、聚苯乙烯为塑料相，合成了植物油脂基三嵌段热塑性弹性体。Yuan等[39]在大豆油热塑性高分子上引入叠氮基团，然后与炔基改性的木质素混合，并进行叠氮-炔烃的环加成反应，制备出机械性能可调节的弹性体。为了使热固性油脂弹性体具备可加工性能，Yuan等[40]利用巯基-双键的点击反应，将呋喃基团引入大豆油热塑性高分子。再以双官能度的马来酰亚胺作为交联剂，制备机械强度和弹性优异的弹性体。由于马来酰亚胺-呋喃基团的狄尔斯-阿尔德(D-A)反应，在高温下，化学交联点可逆解离，实现了热固性弹性体的可加工性能。

考虑到市场对弹性材料的巨大需求，杜邦等国际公司相继开发了生物基弹性体产品。基于植物油脂的侧链型热塑性高分子是非常理想的弹性体材料。当前，在强度和模量等方面与石油基弹性体相比还存在不足，进一步提升植物油基弹性体材料的力学性能是未来研究的重点[5]。

2.3 形状记忆材料

植物油原料价格相对较高，是限制其大规模商业化应用的一个重要因素，而功能性植物油高分子材料能够提高其附加值。因此，有必要开发基于植物油脂的功能性材料，进而提高其产品的竞争力。形状记忆材料作为功能性材料可应用于航空、医疗、电子、建筑等领域，具有高附加值。侧链型植物油脂基热塑性高分子不饱和双键的交联反应和聚合物本身的物理相互作用为开发形状记忆材料提供了可能性。

Wang等[41]在合成侧链型热塑性单体和高分子的基础上引入纤维素纳米晶体，制备了形状记忆植物油纳米复合材料。在成功制备纤维素纳米晶体接枝植物油基高分子的基础上，利用三唑啉二酮(TAD)点击化学反应构筑化学网络。加上植物油基高分子本身的可逆的氢键网络，双重网络的存在使其具备多重形状记忆的功能。Lamm等[42]通过合成纤维素接枝侧链型热塑性植物油基环氧聚合物，再通过酸酐与植物油基环氧共聚物固化，得到具有优良的热响应性和化学响应性的形状记忆环氧树脂材料。

2.4 胶黏剂与涂料

胶黏剂与涂料是生产与生活中不可缺少的配套材料，已经被广泛应用在建筑、交通、通讯、工业制品等领域。传统的胶黏剂与涂料以石油衍生物为原料，且使用大量的挥发性有机溶剂，对环境造成污染。因此制备绿色环保、性能优异的胶黏剂与涂料成为近年来行业发展的重要目标。热塑性植物油基高分子材料逐渐显现出巨大的优势。

植物油脂基高分子脂肪酸链可以赋予压敏胶良好的疏水性，降低压敏胶的吸水率。此外，对不饱和双键进行改性，引入仲羟基或丙烯酸基团，在增加反应多样性的同时也提升了压敏胶与底物的相容性[43]。Maassen等[44]通过对油酸甲酯进行改性，引入可以进行自由基聚合的丙烯酸酯基团，成功制备出性能优良的压敏胶。Wu等[45]先制备环氧化油酸甲酯，再选择性地水解脂基团制备同时包含羧酸基和环氧基的双官能单体。利用羧酸基团与环氧基团的开环反应，通过逐步聚合形成含羟基的聚酯。最后，加入少量多官能环氧大豆油进行固化，制备出具有高剥离强度，高黏着力和良好抗剪切性的压敏胶。

Kalita等[46]报道了大豆油乙烯基醚单体的合成与聚合，并通过加入石油基单体来调控其作为涂料的各项性能。Demchuk等[33]将大豆油乙烯基单体和腰果酚丙烯酸酯单体按比例混合，通过细乳液聚合制备乳胶。该乳胶薄膜在摆锤和铅笔硬度、耐水和耐溶剂性，以及对钢基材的黏附性方面均表现出良好的性能。Lamm等[47]将甲基丙烯酸大豆酯单体与甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯和丙烯酸丁酯等进行乳液聚合。乳胶膜经过空气氧化得到的薄膜机械性能会得到大大提高，获得了超强、超韧的油脂基涂料。

3 木本油脂高分子材料研究进展

当前，我国用于菜籽油、花生油、大豆油等作物种植的耕地资源严重不足，60%的食用植物油依赖进口，极大地限制了油脂高分子的开发和应用。木本油料作物不占用耕地，能有效利用山地、丘陵、滩地、沙地等，一次栽培多年结果。我国木本油料树种资源丰富，产出山茶油、核桃油、文冠果油等优质的木本油脂。这些木本油脂富含油酸、亚油酸、亚麻酸等不饱和脂肪酸，其不饱和脂肪酸含量普遍比草本油脂高 5%～15%，可作为油脂食用油。此外，我国还拥有多个工业用途的木本油料作物树种，如桐油、橡胶籽油、山苍子油、麻疯果油、棕榈油、光皮树油等。在国务院《关于加快木本油料产业的意见》([2014]68号)的指导下，全国正大力发展木本油料产业。因此，以木本油脂为原料，构筑高性能高分子材料，具有极好的产业化前景。

文章来源：《金属功能材料》 网址: http://www.jsgncl.cn/qikandaodu/2020/1228/356.html