杨梅素增强腰果壳油基水性聚氨酯的绿色多功能特性:高生物基含量、紫外防护、强韧性与防腐性能

【字体: 时间:2025年08月15日 来源:Progress in Materials Science 40

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  本期推荐:本研究创新性地将杨梅素(MRT)作为生物基交联剂引入腰果壳油(CNSL)衍生的水性聚氨酯(WPU)体系,成功制备出生物基含量高达91.6%的MSWPU材料。该材料兼具卓越力学性能(拉伸强度33.52 MPa,韧性72.8 MJ/m3)、全波段紫外屏蔽(200-400 nm)和98.34%防腐效率,为户外家具、汽车透明涂料等领域的绿色涂层开发提供了新思路。

  

Highlight

材料特性:腰果壳油(CNSL)作为一种极具前景的生物基多元醇,通过可持续化学转化从非食用废弃物转变为多功能聚醇。相较于蓖麻油,CNSL不仅成本低廉且易获取,其分子结构中的腰果酚骨架和长疏水链段能赋予聚合物优异的耐化学性、防水性、粘附力和柔韧性。

Properties of MSWPU emulsions

乳液性能:通过研究MSWPU分散体的粒径和zeta电位发现,当MRT含量从0%增至5%时,粒径从70.9 nm增大至76.1 nm。这种增长主要归因于MRT分子中刚性芳香结构的引入,这种结构特征同时显著提升了材料的紫外吸收能力和交联密度。有趣的是,所有样品均呈现单峰分布且多分散指数低于0.2,证实了乳液优异的稳定性。

Conclusions

研究结论:基于分子结构设计策略,本研究通过新型植物基扩链剂MRT的引入,成功构建了兼具卓越韧性、紫外抵抗和防腐性能的多功能MSWPU网络体系。系统研究表明,MRT的加入显著提升了材料性能:不仅实现了33.52 MPa的拉伸强度和72.8 MJ/m3的韧性——超越目前已报道的大多数植物基WPU体系,更展现出全紫外波段(200-400 nm)屏蔽能力和98.34%的防腐效率,为高性能生物基涂料的开发提供了创新范式。

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