Page 59 - 《橡塑技术与装备》2025年5期

理论与研究
图 1 酶解木质素含量对环氧树脂拉伸性能的影响
芳杂环结构的酶解木质素，并且酶解木质素分子中酚
羟基等活性基团使其固化物分子间作用力增强，从而
提升材料冲击强度，但随着酶解木质素引入量持续增
加，过多的酶解木质素结构会使其与体系的相容性下
降，并且在成型固化物的过程中，样块内部气泡较多，
在材料内部形成缺陷，最终导致冲击强度下降。
图 2 酶解木质素含量对环氧树脂冲击性能的影响
2.2 红外光谱分析
采用傅里叶红外光谱仪对酶解木质素环氧树脂固
化物的结构进行表征，如下图。图 3 为不同含量酶解
木质素替代双酚 A 制备的环氧树脂，当与固化剂反应
后，此时位于 910 cm -1 的位置的环氧基吸收峰逐渐消
失，可以推测此时酶解木质素环氧树脂的环氧基与固
化剂发生反应，环氧基开环 ； 1 028 cm
收峰可以归因于亚甲基、甲氧基中 C—H 的伸缩振动，
1 502 cm -1 处的吸收峰为 C—C 键的伸缩振动，3 400
年
2025 第 51 卷
THEORY AND RESEARCH
cm -1 出现微弱的宽峰为酶解木质素结构的 OH 特征峰。
当 酶解 木 质素 的替 代 量为 10% 时，910 cm -1 的 位置
还存在略微的环氧基吸收峰，这可能是因为此时酶解
木质素环氧基较少，还无法参与固化反应 ；随着酶解
木质素的替代量为逐渐增大到 40% 时，此时环氧基数
量也增多，能够进行开环反应的活性位点也增加，使
其酶解木质素环氧树脂固化物中环氧基与固化剂反应，
导致环氧基吸收峰消失。
图 3 酶解木质素环氧树脂固化物红外光谱
2.3 热稳定性分析
酶解木质素主要是以碳碳键、β-O-4 键相连接
的三维网状立体结构，苯环骨架结构的存在使其酶解
木质素具有优异的热稳定性。表 2 为酶解木质素基环
氧树脂固化物的热性能数据。图 4 酶解木质素代替双
酚 A 合成环氧树脂的热失重曲线，并以重量损失 5%
作为初始热分解温度。可以看到 Lig-ep-0、Lig-
ep-10 两条曲线的初始热分解温度分别在 288 ℃、
302 ℃， 而 Lig-ep-20、Lig-ep-30 及 Lig-ep-40
的初始热分解温度分别在 324 ℃、328 ℃。相比较而
言，Lig-ep-0、Lig-ep-10 的 初 始 降 解 发 生 较 早，
提前大约 20 ℃左右，这是因为在没有引入或者引入
酶解木质素的含量较少的情况下，整个体系还尚未形
成或有效形成的热保护网络，导致热降解提前发生 ；
而随着酶解木质素替代双酚 A 含量逐渐增大，对温度
产生热抵抗作用，延缓了 Lig-ep-20、Lig-ep-30
及 Lig-ep-40 三 条 曲 线 的热 降 解。 图 5 为 各 体 系 的
DTG 曲线，也可以观察到随着酶解木质素替代双酚 A
含量逐渐增大，最快热分解温度也相应提高，最大提
-1 处的特征吸
高到 375 ℃，残碳率提升 26%，表明热稳定性得到提
升。
·15·