超過90%的環氧材料是基于雙酚A（BPA）和環氧氯丙烷的反應，產生雙酚A的二縮水甘油醚（DGEBA）。雙酚A是一種石油化工化合物，是一種雌激素受體拮抗劑。因此，BPA被歸類為致癌誘變劑和再毒性物質（CMR），在許多國家受到限制性法規的約束。專注于航空航天和空間應用，眾所周知，這些領域中使用的熱固性材料具有良好的熱機械性能、抗吸濕性、與基板和纖維的良好兼容性等。
 

研究思路：

2、設計一個簡單的固化方案，這意味著低聚合溫度，對于工業規模擴大是可行的。

DSC研究的主要目的是確定所設計配方的固化和后固化的最佳參數。根據已報道的研究，航空航天應用中環氧樹脂制造的固化溫度區間在120至135°C之間，可以提高到180°C。與含有DGEVA的同配方相比，基于TGPh的配方與MNA或HMPA酸酐的反應起始溫度較低，約為60−75°C。同時，與DGEVA配方（ΔTreaction～80°C）相比，基于TGPh的配方具有更大的固化溫度間隔（ΔTreact～160°C）。這些結果可能與TGPh～3.6與DGEVA～2相比具有更高的官能度有關。對于TGPh和DGEVA體系，由1MIM引發的配方的固化行為出現具有肩部的復雜放熱峰，而在由2E4M引發的配方，交聯反應的特征是單個放熱峰。主要放熱峰中肩部的存在可歸因于伴隨共聚的環氧均聚。因此，2E4M在這里選擇性地有利于環氧/酸酐共聚反應，形成占主導地位的聚酯熱固性樹脂。

TGPh系統在更密集的交聯之間傳導較短鏈片段的相同趨勢，而DGEVA材料的特征是摩爾質量更高的片段和密度更低的網絡。因此，環氧官能度對主鏈的濃度、網絡的形成和最終的結構起著重要作用。

通常，降解的第一步與低分子量組分的分解有關，如MNA/HMPA硬化劑或1MIM/2E4M引發劑。將材料的熱穩定性與DSC研究的交聯行為聯系起來，可以觀察到，含有HMPA的配方顯示出優于含有MNA的配方的反應焓，這一事實除了化學結構外，還可能影響與初始熱降解的微小差異。主要降解步驟發生在250至540°C的溫度范圍內。TGPh樹脂的最大降解速率峰值可在369−379°C左右觀察到，而DGEVA系統的Tdmax可在399−409°C下觀察到，這取決于酸酐的性質。第一階段代表了主要的降解步驟，即熱解，MNA為60%至70%，HMPA為72%至84%的材料的質量損失百分比。在這一步驟中，網絡結構發生熱解，脂肪鏈斷裂，小分子損失。質量損失約為15−35%的第二個降解階段發生在560°C以上，這是芳環、C−C鍵和其他官能團熱氧化降解的特征。

生物基碳含量（BCC）是在Pan等人的研究基礎上確定的，其中在第一步中計算了每種化合物的碳百分比，然后計算了所有配方的生物基炭含量。本文兩種環氧單體都是由可再生化合物間苯三酚和香草醛醇與生物基環氧氯丙烷（以甘油為可再生原料生產）縮水甘油化合成的化合物，因此它們是100%生物基的，而HMPA和MNA也是100%石化基的化合物。所設計系統的生物基有機碳（BOC）數據列于表4中。對于所有開發的材料，可以看到BCC的值比較接近，范圍在55%到61%之間。已知生物質塑料的最小可接受百分比實際上約為材料總重量的25%。因此，設計的TGPH和DGEVA熱固性塑料滿足所需標準。

材料的WAs在浸泡約300小時后達到飽和階段。吸水值在1.5%和1.95%之間，除了TGPh-MNA_2E4M基質，其在浸泡15天后獲得約2.8%的含水量平衡。

研究結論：