新型环氧基三元共聚物的合成与抗氧化性能研究：玻璃表面复合材料的构建与应用

为解决传统聚合物材料抗氧化性能不足及复合材料稳定性问题，研究人员通过酸催化法合成了一种新型氯代苯乙酮基三元共聚物，结合FTIR、1H NMR、DSC和TGA等技术表征其结构与热稳定性，并发现其对DPPH自由基的IC50达1.66 mg/mL。该材料作为环氧树脂（DGEBA）固化剂显著提升复合材料耐化学腐蚀性，SEM分析证实其表面形貌优化，为功能化高分子材料开发提供新策略。

　　

在当今材料科学领域，开发兼具优异机械性能和功能特性的高分子复合材料是研究热点。传统环氧树脂虽广泛应用于涂层、粘合剂等领域，但其固化后脆性大、抗氧化能力有限的缺陷长期制约着高端应用。与此同时，天然抗氧化剂提取成本高、稳定性差，而合成抗氧化剂又面临环境相容性问题。如何通过分子设计构建多功能聚合物体系，成为突破现有技术瓶颈的关键。

针对这一挑战，发表于《International Journal of Polymer Analysis and Characterization》的研究创新性地将天然酚类结构与合成聚合物相结合。研究人员以香草醛丙酮/4-羟基苯乙烯甲基酮、甲醛和氯代苯乙酮为单体，通过酸催化法合成新型三元共聚物，并系统探究其作为环氧树脂固化剂的综合性能。研究采用FTIR（傅里叶变换红外光谱）和¹H NMR（核磁共振氢谱）解析化学结构，通过DSC（差示扫描量热法）和TGA（热重分析）评估热行为，结合超声参数测量揭示溶液中的分子相互作用，最终构建出具有优异抗氧化和耐腐蚀特性的环氧基复合材料。

分子结构与热性能表征
FTIR光谱显示1695 cm^-1处典型羰基伸缩振动峰，¹H NMR中δ 6.8-7.5 ppm的芳香质子信号证实单体成功聚合。DSC曲线在453.15 K出现固化放热峰，TGA显示材料在300°C以下保持稳定，800°C时残炭率达35%，表明其高热稳定性。

溶液行为与抗氧化活性
在DMSO中测定超声参数发现，随浓度增加，声速从1452 m/s升至1548 m/s，而分子自由程从0.654 nm降至0.521 nm，提示分子间相互作用增强。DPPH自由基清除实验显示剂量依赖性抗氧化效应，IC₅₀值优于部分天然抗氧化剂。

复合材料性能
以50 wt%比例与DGEBA树脂固化后，SEM显示复合材料表面形成致密交联网络。耐化学性测试中，在浓HCl、饱和NaOH和NaCl溶液中浸泡24小时后质量损失均<5%，证明其卓越的化学稳定性。

该研究通过精准的分子设计，首次将氯代苯乙酮结构引入三元共聚物体系，其独特的抗氧化机制源于酚羟基与羰基的协同作用。作为环氧固化剂时，聚合物中的活性位点与树脂形成三维交联网络，不仅提升热稳定性，还通过空间位阻效应增强耐腐蚀性。这项成果为开发新一代功能性高分子复合材料提供了理论依据和技术路径，在航空航天涂层、医用植入材料等领域具有广阔应用前景。研究同时启示，通过调控单体比例可进一步优化材料性能，这将是未来探索的重要方向。