文献综述
1.引言
随着目前不可再生化石能源的迅速枯竭,以可再生生物质能替代化石原料用于石油化工产品的生产已成为当今世界可持续发展的关键。植物油是一种巨大的生物质资源,由于其可再生、无毒、可降解、易功能化的特点,在食品、涂料、润滑油和生物柴油等领域已得到广泛应用。目前世界上消费最多的植物油是棕榈油,其次是大豆油、菜籽油和葵花籽油。然而,大多数油脂的化学加工过程仍然使用传统的加热方法,加工手段落后,综合利用程度低。因此,研究油脂资源的新加工手段,拓宽其应用领域,已成为该产业发展的当务之急。
微波加热技术作为一种高效的热处理手段,具有加热均匀,无滞后性,反应温度梯度小,微波能利用率高等特点,在化学合成中能够大大缩短反应时间,提高反应产率并减少副反应。目前微波在有机合成和高分子领域已展现出了强大的竞争力,相关的综述性文献层出不穷。相比之下,有关微波在植物油改性中应用的研究进展却鲜有报道。本文就微波辅助植物油改性中的应用作一综述。
2.植物油基UV固化树脂材料
2.1植物油概况
植物油在自然界中分布广泛,其主要成分是高级脂肪酸三甘油酯,除了少部分油脂用于食用外,大部分应用于化学工业,其作为一种可持续发展的资源替代石油有着很好的发展前景[1]。然而,绝大多数木本油脂的应用停留在初产品阶段,加工手段落后,综合利用程度低,高附加值产品种类少。因此,研究该类林木特色资源的深加工新产品,拓宽其应用领域,增加其附加值,已成为该产业发展的当务之急。
利用植物油的不饱和结构对其进行改性研究,可以使这一可再生资源在化工领域大展身手。
2.2UV固化植物油基树脂材料概况
紫外光(Ultraviolet, 简称UV)固化技术,是通过一定波长的紫外光照射,使得物质从低分子变成高分子的一种光加工工艺。该技术因高效率、低能耗、环保等优势在涂料、油墨、粘合剂等高分子领域发展迅速。
光固化反应本质上是光引发的聚合、交联反应,通常情况下光固化反应需要的有光敏预聚体、光引发剂、反应性稀释剂以及少量添加剂。植物油富含不饱和酯结构,可通过化学改性作为合成光敏预聚体的主要材料。
目前,UV固化植物油基树脂主要的不足是其作为结构性材料(如3D打印用UV固化树脂)时,性能较低,尤其是刚性不足[2][1]杨卓鸿,叶希韵,黄家健,梁斌,邝少杰,袁腾.桐油基紫外光固化材料体系构建的研究进展[J].材料导报,2018,32(21):3831-3838.。研究表明[3][1]谢彪. 光固化3D打印用光敏树脂的改性[D].青岛科技大学,2015.,合成高C=C官能度的不饱和酯(Unsaturated Ester,简称UE)单体或低聚物,可提高树脂的交联密度,进而获得高性能的植物油基不饱和树脂。因此,如何对木本油脂进行多官能化修饰,制备高官能度的光敏预聚体,成为其在高性能UV固化树脂应用研究中的关键问题之一。
2.3植物油基光敏树脂预聚体
根据所涉及到的改性路线及产物结构,这些光敏树脂预聚体主要可分为以下几类:
(1)环氧丙烯酸酯
