天然老化对绿色生物基聚合物理化及结构特性的影响机制研究

研究人员通过对比新鲜样品与室温老化24个月的样品，系统评估了 soybean oil 基改性油酸/月桂酸聚合物的红外光谱、色度参数、接触角、热降解温度、动态力学性能及正电子湮没寿命谱(PALS)纳米级参数变化。研究发现老化过程引发材料交联密度、悬垂链、双键稳定性等网络结构变化，导致竞争性降解反应（交联/断链/挥发性分子生成），虽自由体积平均值稳定但纳米孔分布改变。这项历时2年的研究为生物质基新材料开发提供了关键老化行为数据。

　　

这项研究深入探究了由大豆油(soybean oil)前驱体与化学改性油酸/月桂酸聚合而成的绿色生物基聚合物在自然老化过程中的演变规律。通过红外光谱(FTIR)、接触角测量、热重分析(TGA)和动态机械分析(DMA)等多维度检测手段，结合独特的正电子湮没寿命谱(PALS)纳米级表征技术，揭示了材料历经24个月室温老化后发生的奇妙变化。

数据表明，聚合物网络中的交联密度(crosslinking density)与悬垂链(pendant chains)发生动态重组，不稳定的碳碳双键(labile C=C)参与了两大竞争性反应：一方面分子链通过交联(crosslinking)形成更致密网络，另一方面断链(chain scission)产生低分子量挥发物。有趣的是，PALS检测发现材料自由体积(free volume)的均值虽保持稳定，但纳米级孔洞分布发生显著改变——较小尺寸的亚纳米孔洞选择性消失，这种"大鱼吃小鱼"式的孔洞演化机制为理解老化行为提供了新视角。

这些发现对开发生物基高分子材料具有重要指导价值。通过调控前驱体比例（如油酸/月桂酸配比），可定向设计出适用于室内结构材料、装饰涂层等场景的环保聚合物，其老化前后的性能演变数据更为产品寿命预测提供了科学依据。历时两年的系统性研究不仅填补了生物质材料老化机理的研究空白，更为碳中和背景下的绿色材料开发奠定了理论基础。