传统环氧树脂材料在高温使用过程中，由于热氧老化，往往会导致材料玻璃化转变温度(Tg) 下降, 影响其使用寿命和应用安全。目前，还没有针对Tg下降的具体报告。在此，我们提出了在环氧单体芳环上引入烯丙基，有望阻止固化环氧树脂高温应用时Tg下降，并设计了一系列含烯丙基的环氧单体来证明这一观点。首先，设计合成了一系列含烯丙基的环氧单体(EP1-8)，深入研究了烯丙基的含量、相对位置对单体和固化树脂性能的影响。结果表明，烯丙基可以降低单体的粘度和固化速率。相比传统固化环氧树脂，这些环氧单体与芳胺DDM 固化后制得的含烯丙基原始树脂Tg 虽略有下降，但对初始热分解温度(Td5%) 没有明显影响。将原始树脂置于 285℃高温处理 6 小时，烯丙基双键反应完全，即得处理树脂。不含烯丙基的树脂处理后发生热降解，Tg和Td5%明显下降。含烯丙基的树脂处理后，它们的Tg和Td5%保持甚至得到显著提高，这主要与烯丙基所处的相对位置（相对于缩水甘油醚基团）相关，其中由对位烯丙基的环氧单体，所得处理固化树脂的Tg和Td5%分别增加了+ 289 °C和+ 49 oC；而邻位烯丙基环氧树脂的增加幅度有限。根据对固化树脂交联网络的深入研究，发现高温下对位烯丙基可以通过热加成反应形成新的交联网络，而邻位烯丙基易与酚羟基发生成环反应，分子内环的形成导致新网络结构不完善。综上可知，通过分子设计，在环氧树脂中引入烯丙基可以提高环氧树脂的耐高温性能、使用安全性。最后，通过对整个树脂网络的定性分析，我们认为这是高温破坏环氧网络，形成烯丙基网络的结果。
图1. 在环氧单体芳环上引入烯丙基阻止固化环氧树脂高温应用时Tg下降
该工作发表在Chemical Engineering Journal (https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.140674)
文章信息：Jinghong Liu, Xiaoqing Zhang*, Sihui Liu, Caihong Lei，Poly(Ether-Ester)- Allyl-modified epoxy networks that break and reorganize at high temperatures to avoid Tg reduction, 455,2023,140674(1385-8947). IF:16.744
