ビスマレイミド樹脂のためのクルクミンベースのトリアルリル誘導体:熱安定性と火災安全性の相乗調節
Hui Liu1, Teresa Olszewska2, Hao Liu1
1State Key Laboratory of Advanced Fibers Materials, Center for Advanced Low-Dimension Materials, College of Materials Science and Engineering, Donghua University, Shanghai 201620, China.
生物ベースのビスマレイミド (BMI) 樹脂は,カルキュミンの派生物を用いて,高い熱安定性と炎症阻害性を達成します. このバイオ・デリバッド・アプローチは,高度なアプリケーションのために,ガラスの移行温度と炭化形成を高めます.
科学分野:
- ポリマー化学のポリマー化学について
- マテリアルサイエンス 材料科学
- グリーン・ケミストリー (Green Chemistry)
背景:
- バイオベースのビスマレイミド (BMI) 樹脂は,環境上の利点と固有の阻燃性を提供します.
- これらの樹脂で高温のガラス化 (Tg) を達成することは大きな課題です.
- 従来の石油化学のコモノマーは,BMI樹脂の性能を制限しています.
研究 の 目的:
- 高性能,バイオベースのBMI樹脂を開発するために,熱安定性および燃焼阻害性が向上しました.
- カルキュミンの合成トライアリル誘導体 (AEC) を三機能クロスリンカーとして使用することを調査する.
- IMI樹脂のネットワーク特性を最適化するために,イミド:アリルモール比率を変化させること.
主な方法:
- 徹底的なO-およびC-アルキル化により,クルクミン (AEC) のトライアルリル誘導体を合成した.
- 4,4'-ビスマレイミドジフェニルメタン (BDM) ベースの樹脂のコモノマーとしてAECを組み込みました.
- 樹脂製剤を最適化するために,イミド:アリルモール比率を体系的に変化させました.
主要な成果:
- 最適化されたBDM:AEC製剤 (BA-0.87) は,800°Cで43.06%の炭率を達成した.
- 対照群と比較して,ピーク・ヒート・リリース・レート (PHRR) の13.2%の減少が観察されました.
- BA-0.87製剤は,滴水なしでUL-94 V-0の評価を合格し,Tgが400°C以上に達しました.
結論:
- カーキュミンの誘導体を使用した生物由来経路は,BMI樹脂の熱安定性と炎症阻害性を効果的に高めます.
- カルキュミンの固い結合構造は,クロスリンクの密度を高め,炭火形成を促進します.
- これらのエンジニアリングされたBMI樹脂は,航空宇宙および高温電子アプリケーションの有望性を示しています.
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