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C8-马来酸酐共聚物改性环氧大豆油：制备工艺与性能关系的深度剖析

一、绪论

1.1C8混合物研究背景

C8混合物，即碳八芳烃，在工业领域是指含有八个碳原子的芳烃混合体。其来源较为广泛，主要来源于石脑油铂重整工艺、蒸汽裂解制乙烯工艺，其次是甲苯歧化或烷基转移产物及煤焦油等。不同来源的C8芳烃，其各组分含量存在差异，主要成分包含邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯以及乙苯，有时还会含有苯乙烯。常温下，C8混合物呈现为无色透明且带有芳香气味的液体状态。

C8混合物中的各组分都是重要的化工原料。对二甲苯是生产聚酯的基础原料，聚酯的大部分产物为纤维，在合成纤维中占据领先地位，聚酯的其他制品如聚酯薄膜、聚酯瓶等也有着广泛应用；邻二甲苯大部分用于生产邻苯二甲酸酐，后者是生产增塑剂、醇酸树脂涂料等的主要原料；间二甲苯少量用于制造间苯二甲酸和间苯二胺；乙苯主要用于生产苯乙烯。此外，C8芳烃也可不经分离用作汽油添加剂以及工业溶剂。

目前，C8混合物的综合利用现状存在一定问题。在分离技术方面，将C8混合芳烃分离成单一组分面临着诸多挑战。例如，传统的蒸馏或分馏结晶方法，由于C8芳烃同分异构体具有相似的分子结构和沸点，通过常规蒸馏方法分离和提纯需要大量的理论板数，耗能巨大。在应用方面，尽管C8混合物各组分有各自的应用领域，但在一些应用中，其性能仍有待进一步提升以满足更高的需求。比如在某些高端材料的制备中，现有的C8芳烃衍生物可能无法完全满足材料对性能的严苛要求。

1.2苯乙烯-马来酸酐共聚物研究进展

苯乙烯-马来酸酐共聚物（SMA）是一种由苯乙烯和马来酸酐通过共聚反应合成的新型聚合物材料。其制备方法主要有以下几种：

常温均相聚合法：将苯乙烯和马来酸酐按一定比例加入反应釜中，在常温下进行均相聚合反应，从而产生SMA共聚物。此方法操作简便、成本较低，然而合成效率不高，得到的产品分子量较高，比表面积较大，容易出现不均匀分散的现象。

溶剂聚合法：把苯乙烯和马来酸酐溶解于有机溶剂中，加入引发剂后，在特定反应温度下完成SMA共聚物的合成。该方法能够得到颗粒均一、分散性好的SMA共聚物，但需要使用大量的溶剂，这对环境造成了较为严重的污染。

前驱体聚合法：将马来酸酐及其酐类等前驱体化合物与苯乙烯经反应合成SMA共聚物。此方法反应条件温和，对环境污染较小，但在脱除前驱体时存在一定的困难，且需使用有机溶剂。

SMA共聚物具有诸多特性，其结构中同时含有苯乙烯和马来酸酐两种不同特性的单元，马来酸酐可以继续进行反应从而引入其他官能团。这使得SMA共聚物具备高强度、高韧性、耐候性能及优异的热稳定性能等特点。

在改性和应用方面，SMA共聚物有着广泛的表现。在涂料领域，由于其良好的耐候性和悬浮性，被广泛应用于水性涂料中，具有优秀的抗紫外线性能，可在户外环境下长期保持颜色不变，良好的附着性能使其可用作木器、金属、混凝土等基材的涂层材料，与传统的苯丙乳液相比，使用SMA共聚物制备的涂料具有更优异的侵泡性、耐磨性和耐水性。在塑料领域，SMA共聚物可以与聚苯乙烯、ABS等共混制备新型的高性能塑料材料，作为改性剂，它可以提高聚苯乙烯的冲击强度和热稳定性，同时降低透光性，在ABS共混系统中，SMA共聚物可以作为延展剂，增加ABS的韧性，此外，还可作为光学膜用于电视机、电脑显示器等光学产品中。在粘合剂领域，SMA共聚物可以作为水凝胶和磁性封装材料等方面的粘接剂用于电子元器件的封装，与聚乙烯醇粘合剂相比，SMA共聚物具有更好的热稳定性和耐候性，可以用于室外环境下的粘接。

1.3环氧大豆油研究现状

环氧大豆油（ESO）常温下为浅黄色黏稠油状液体，相对分子质量约为1000，流动点-1℃，沸点（0.5kPa）150℃，着火点310℃，粘度（25℃）325mPa?s，折光率1.4713（25℃），可溶于苯、环己烷、烃类、酮类、酯类、高级醇等有机溶剂，微溶于乙醇，不溶于水，毒性极微。

环氧大豆油的增韧改性途径主要有以下几种：一是与其他聚合物共混，如与聚氯乙烯（PVC）共混，能有效提高PVC的耐紫外光老化性能和力学性能；二是通过化学反应对环氧大豆油进行改性，例如利用马来酸酐和丙烯酸对环氧大豆油进行双重改性，在大豆油分子上引入更多的双键和极性基团，从而提高泡沫塑料的交联密度，使其在含有较多植物油成分的情况下达到与传统石油基硬质不饱和聚酯泡沫塑料机械性能相当的目的。

在应用领域，环氧大豆油有着广泛的用途。在塑料加工中，它主要起到增塑和稳定的作用，是一种广泛使用的助剂。在涂料行业，环氧大豆油基树脂可用于制备环境友好型涂料，其具有可生物降解性等优点。在复合材料方面，环氧大豆油可以作为增韧