抗紫外线、耐磨损、耐划伤、耐冲击。更好的附着力和改善水性配方的性能。当今对涂料、粘合剂、密封剂和弹性体(CASE)的需求为“可能的”原料创造了一长串理想的性能。一步异山梨醇。异山梨酯是一种完全安全的、每年可再生的原料，具有独特的特性组合，为一系列CASE应用提供了极好的潜力。

什么是异山梨酯?它是如何制成的?

异山梨酯是一种植物淀粉衍生的双环二醇，具有丰富的功能，在包装、涂料、粘合剂、密封剂和弹性体(CASE)和汽车行业的一系列应用(图1)。

图2中的示意图说明了异山梨酯是如何制成的。从每年可再生原料中提取的淀粉被水解产生葡萄糖，然后葡萄糖被转化为山梨糖醇，再通过氢化作用转化为异山梨酯。在过去的20年里，罗盖特已经改进和优化了这一生产路线，以生产稳定，高纯度的工业量异山梨酯。该公司的旗舰工厂生产三种不同等级的异山梨酯，每一种都适合特定的工业应用(表1)。

作为一种以植物为基础的可持续原料，碳足迹仅为0.09千克CO₂/千克产品，异山梨酯是碳足迹约为其60倍的双酚a等单体的诱人替代品。*然而，令人印象深刻的环保证书只是一个开始。异山梨醇是:

• 无毒
• Non-carcinogenic
• Non-endocrine粉碎机
• 达到兼容的
• 适用于食品接触和化妆品和药品的制造。

这些特性使得异山梨酯的性能优势在不同的应用范围中具有兴趣和价值。

异山梨酯的性质是什么?如何使用?

异山梨酯可以与其他单体结合，以改变诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚氨酯(PU)和环氧树脂的性能。当以这种方式使用时，它可以增强:

• 热性质，例如，增加Tg，玻璃化转变温度。
• 耐化学腐蚀，耐水和有机溶剂(如丙酮和酯)。
• 光学性能，特性如透明性和双折射。
• 抗紫外线，减少暴露在阳光下变黄。
• 机械性能，如耐刮、耐冲击、耐弯曲。
• 粘附性是CASE部门的一个关键属性。
• 外观，例如赋予高光泽。

异山梨酯可以减少与使用现有材料相关的环境负担，同时保持性能，或实现新的性能指标，以满足不同市场的严格要求。

让我们来仔细看看异山梨酯是如何改变一些常用聚合物的性质的，以及由此产生的材料的工业价值。

异山梨酯的工业应用

CASE市场的特点是多样性，产品专门制定以满足精确定义，有时是独特的应用。然而，为了减少挥发性有机化合物(VOC)的排放，特别是在涂料行业，某些趋势在整个行业中占主导地位，如减少石油衍生成分和增加使用水基配方。异山梨酯是一种相对较新的CASE配方成分，它结合了可持续性和技术性能，根据应用兴趣具有特定的优势。

聚氨酯涂料

pu是由每个分子中醇与两个或两个以上的活性羟基反应而成，即二醇、三醇或多元醇。1,4丁二醇(BDO)就是这样一种醇，通常用作扩链剂，以增加PU的分子量。用异山梨酯代替BDO可以创造出耐热性更高、附着力更好、抗冲击和耐磨性更好的涂层。

从BDO切换到异山梨酯可以增加与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)反应生成的PUs的Tg(见图3中的图表)，从而提高耐热性。抗冲击性也显著提高(见图3中的图像)，没有任何红色显示出异山梨酯涂层有效地防止了由于涂层失效而导致的铜氧化。

环氧树脂

最常见的商用环氧树脂是由环氧氯丙烷和双酚A反应生成二缩水甘油酯醚(BADGE -双酚A二缩水甘油酯醚)，然后与胺反应生成树脂。异山梨酯可直接取代双酚A制取异山梨酯基二甘油酯醚，降低毒性，提高成品质量。

基于异山梨酯的环氧树脂比芳香基BADGE类似物具有更好的光泽和抗紫外线性能。在水存在的情况下，BADGE/amine系统不会出现白色雾霾，从而进一步增强了外观;异山梨酯基环氧树脂对产生这种效应的经典胺碳酸化现象不太敏感。事实上，异山梨酯环氧衍生物可以与水混溶，这是一个独特而有价值的特点。与pu一样，抗冲击性也得到了提高，此外，异山梨酯基环氧树脂显示出优越的附着力和变形性能。

用异山梨酯取代双酚A得到的环氧树脂具有改进的变形性能，如图4所示(左)，这是用环氧涂层涂在归一化Q板上的锥形芯棒弯曲试验的图像。异山梨酯基涂料具有优良的抗变形性能和较好的附着力e面板。基于异山梨酯的环氧树脂的优越粘接性能也通过横向对比测试得到了证实(图4，右)。

展望未来

异山梨酯是一种植物基、可持续的单体，具有低碳足迹和广泛应用的巨大潜力。用异山梨酯代替现有的石油化工成分不仅减轻了工业聚合物对环境的影响，还提高了性能。新型的气溶胶包装，提高清晰度和抗划伤性的触摸屏，更好的粘合剂，提高紫外线和抗冲击性。随着聚合物化学家和配方商了解到异山梨酯的确切功效，这些只是异山梨酯已经开始生产的一些产品。

*基于生命周期分析方法的内部比较研究，由外部审计师˛进行同行评审。

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