生物硅增强型卡多醇-香兰素基聚苯并恶嗪复合材料，适用于耐热、疏水及抗腐蚀应用

《Polymer Composites》：Bio-Silica Reinforced Cardanol-Vanillin Based Polybenzoxazine Composites for Thermal, Hydrophobic and Corrosion Resistant Applications

聚苯并恶嗪（PBZ）复合材料通过生物基单体卡丹诺和香草醛合成，结合功能化生物硅胶（BS）显著提升热稳定性（375°C）、阻燃性（LOI达36.9%）和疏水性（接触角147°），并表现出优异油水分离性能（>98%）和抗腐蚀性（抑制效率>98%）。

　　

摘要

采用了一种基于生物的材料策略，利用从山核桃醇和香兰素衍生的可持续单体，结合糠基胺（CV-fa）和月桂基胺（CV-la），设计了高性能的聚苯并噁嗪（PBZ）杂化复合材料。这些复合材料通过添加3-羟基丙基三甲氧基硅烷（GPTMS）功能化的生物硅（BS）进行增强，以进一步提升其多功能性能。其中，基于CV-fa的PBZ材料表现出优异的热稳定性，其失重温度（T_d¹）为375°C，炭化产率为37.5%；当添加20%的BS后，炭化产率提高至48.4%。相比之下，基于CV-la的材料虽然初始热稳定性较低（T_d¹ = 337°C，炭化产率 = 16.9%），但由于其长链烷基结构，表现出显著的疏水性和耐腐蚀性。材料的氧指数（LOI）分别提高至36.9%（CV-fa/BS）和32.5%（CV-la/BS），显示出良好的阻燃性能。水接触角分别达到142°和147°，表明其具有优异的防潮性能。值得注意的是，CV-la/BS材料在10次循环后实现了超过98%的油水分离效率。电化学测试表明，CV-fa/BS和CV-la/BS材料的腐蚀抑制效率分别为95.45%和98.7%，进一步证实了它们的卓越耐腐蚀性。这些基于生物材料的PBZ/BS复合材料为先进阻燃、防水和抗腐蚀涂层提供了有前景的环保解决方案。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。