松香基超支化聚酯的合成、改性及UV固化應用探索研究(摘要)

孫麗婷(1.中國林業科學研究院，北京100091;2.中國林業科學研究院林產化學工業研究所，江蘇南京210042)

本研究將天然可再生資源松香經馬來化選擇性加成反應，并予以分離純化，著重研究馬來海松酸ABX縮聚或開環聚合形成超支化松香聚酯的聚合反應，并在其分子結構中引入光固化活性基團進行改性，探索改性超支化聚酯用于紫外光固化及其固化產物的性能。本研究為松香樹脂酸的合理、高效而精細的利用奠定理論基礎，并為光固化材料的開發和利用提供一種新型原料來源。

馬尾松松香經過提純得到樹脂酸，樹脂酸與馬來海松酸選擇性加成得到馬來海松酸，采用冰醋酸重結晶的方法獲得馬來海松酸，氣相色譜分析馬來海松酸純度為98.5%。

馬來海松酸(MPA)和環氧氯丙烷(ECH)在四丁基溴化銨的催化作用下，以N，N-二甲基甲酰胺為溶劑進行超支化反應，研究了MPA與ECH的物質的量之比、反應溫度、加料方式等因素對超支化聚酯分子質量的影響，單因素試驗結果表明:當反應溫度為110℃，單體物質的量之比n(MPA)/n(ECH)為1∶2，采用緩慢滴加ECH的方式，能夠獲得相對分子質量較大的超支化聚酯，此時得到的超支化聚酯數均相對分子質量Mn為3 380，重均相對分子質量Mw為7 030。

在上述研究基礎上，進一步研究了以馬來海松酸與環氧丙醇(glycidol)為單體合成超支化聚酯(HBPE)的反應。并用氫核磁共振分析的方法對HBPE的支化度進行測定，研究了反應溫度、原料配比以及滴加方式等反應條件對HBPE分子質量及支化度的影響。結果表明:溫度對分子質量和支化度的影響很小，僅影響反應速度;反應物配比對分子質量和支化度的影響最大，環氧丙醇與MPA物質的量之比越高，產物分子質量越大，而產物的支化度則越低;加料方式對分子質量有很大影響，但對支化度的影響比較小。本研究所合成超支化聚酯的數均相對分子質量Mn在750～2 800之間，支化度在0.27 ～0.68 之間。

采用丙烯酸和丙烯酰氯在不同的反應條件下對超支化聚酯進行了改性研究，FT-IR分析結果表明:丙烯酰氯的改性率高于丙烯酸，經1H NMR計算得到丙烯酰氯對超支化聚酯的改性度為75%。GPC測試表明經改性后，超支化聚合物的數均相對分子質量Mn為2 580，比改性前的Mn2 420稍高，分子質量分布范圍1.39，比改性前的1.15稍微變寬。

探索研究了改性產物的UV固化反應性能。采用引發劑2959，添加量為5%，進行UV光固化實驗。結果表明:該光固化預聚物在5 s內雙鍵迅速減少，40 s時，雙鍵基本消失。同時用GPC分析測得其峰位相對分子質量Mp為21 560，證明了改性產物發生了光固化反應。改性產物具有良好的UV固化反應性能。固化膜性能測試表明，涂膜的柔韌性為曲率半徑0.5±0.1 mm、附著力達到一級、同時具有良好的硬度、耐酸堿及耐水性。

松香;馬來海松酸;超支化聚酯;改性;紫外光固化反應