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腰果壳油改性环氧树脂固化剂

腰果壳油改性环氧树脂固化剂
通过脱羧、分馏等反应,可从腰果壳油中制得腰果酚。

腰果酚是一种具有烯基不饱和C15碳链结构的苯酚衍生物,以其作为苯酚的取代物,采用曼尼希反应法可制成黏度低、使用期长、固化速率适中、固化物强韧性良好的新型曼尼希碱型EP(环氧树脂)固化剂。

腰果壳含有25%~30%的天然腰果壳油,是一种褐色黏性液体。

腰果壳油是腰果加工过程中的农副产物,故其价格低廉、来源丰富。

通常商品腰果壳油已经过高温脱羧处理,其主要成分是腰果酚聚合树脂、腰果酚和腰果二酚及其衍生
物。

腰果酚是一种烯基不饱和C15碳链的苯酚衍生物。

通过曼尼希反应制备的PF(酚醛树脂)改性胺EP(环氧树脂)固化剂,也称曼尼希碱型固化剂,是EP 固化剂中最重要的种类之一。

通常曼尼希碱型固化剂使用苯酚、壬基酚等合成而得,用于EP 胶粘剂时脆性较大,而且这些酚类物质有一定的毒性,价格也相对较高,故其应用领域受阻。

以腰果酚作为苯酚取代物,制备EP 固化剂。

由于腰果酚独特的结构,故此类固化剂可明显改善EP 胶粘剂的韧性,扩大其应用范围。

本研究开发出一种黏度低、使用期长、固化速率适中、强度高和韧性好的腰果壳油改性曼尼希碱型固化剂,将其用于碳纤维浸渍胶中,可取得满意的使用性能。

腰果壳油的组成
天然腰果壳油包括4 种成分,分别为:腰果酚(cardanol) ,腰果酸(anacardic acid) ,强心酸(car2
dol) ,2 - 甲基强心酸(2 - met hyl cardol) 。

其结构式如图1 所示,其中n 的值为0 ,1 ,2 或3[1 ,2 ] :
商业品腰果壳油基本上都不含腰果酸,因为腰果壳油在烘烧过程中会进行脱羧,使腰果酸转化成腰果酚,同时生成20 %~30 %的腰果壳油聚合物,即腰果壳油树脂,其结构式见图2 。

图2 腰果壳油树脂
(R 为C15 H31 - 2n)腰果壳油树脂有不同的聚合度,其中二聚物
约含60 % ,三聚物约20 % ,其余为三聚以上。

可见,腰果壳油的主要成分是腰果酚和腰果酚的衍生物。

它们化学结构都有一个共同特点,即在苯
酚的间位都有一个15 个碳的不饱和碳氢取代链。

腰果壳油的独特结构使其既具有酚类化合物的特征,又有脂肪族化合物的柔性,成为一种多用途的工业原料,被广泛用作酚醛树脂的改性剂、橡胶增塑剂、涂料和粘合剂。

2 腰果壳油的应用
2. 1 酚醛树脂的改性剂
2. 2 橡胶增塑剂
2. 3 涂料添加剂
2. 4 粘合剂的改性剂。

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