苯甲酸的特性以及用途（苯并噁嗪树脂在智能化）

苯并噁嗪树脂

苯并噁嗪树脂是一类新型热固性树脂，因其固化过程中没有小分子放出，固化收缩率几乎为零，模量高，强度大，耐热好，吸水率低等特性。相比传统材料，苯并噁嗪拥有更好的热、化学、电和机械等性能，因此苯并噁嗪树脂理论上可以用于绝大多数传统树脂所能应用的领域。

图片来源：科宜高分子

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苯并噁嗪树脂的独特优势

新型领域的应用潜力

由于聚苯并噁嗪包含叔胺和可形成氢键的酚羟基等独特的分子结构，同时具有高的分子设计灵活性，因此它在许多新兴领域同样具有不容忽视的应用潜力。在智能化应用方面，利用聚苯并噁嗪可以很容易地获得诸如电化学活性涂料、疏水表面等;而借助聚苯并噁嗪及其前驱体所具有的超分子结构，能够得到具有自修复功能的苯并噁嗪树脂;另外，还可利用苯并噁嗪构建形状记忆聚合物以及近红外(NIＲ)和多色电致变色材料。在能源、环境领域，由于N和O原子或硫醇、羧酸等官能团拥有金属结合能力，因此苯并噁嗪树脂可以用于吸附水中的金属离子;此外，含硫聚苯并噁嗪树脂还可用于锂硫电池正极。

智能化应用

1.自修复材料

一般来说，自修复聚合物是通过化学结合或超分子吸引力(如氢键或物理交联)形成的交联网络。因此，在可自修复的材料中，能够进行自修复反应的官能团须形成相应的动态网络。根据所述背景，可以通过仔细选择苯并噁嗪的苯酚和伯胺组分来合成自修复的苯并噁嗪树脂。

2.构建形状记忆聚合物

形状记忆聚合物(SMP)是一类对刺激敏感的智能材料，具有在外部刺激下从暂时形状恢复为初始形状的能力。据报道，苯并噁嗪树脂可作为环氧化合物的固化剂，并被观察到在所得共聚物的某些性能中发挥着协同作用。Rimdusit等报道了基于聚苯并噁嗪-环氧树脂的SMPs，其具有较高的热稳定性和机械耐久性，可在高温和高承重下使用。

3.智能涂料和低表面能涂料

聚苯并噁嗪具有粘附在金属表面上的能力，因此可用作金属涂料。众所周知，大多数金属会被腐蚀，这导致成本和安全性方面存在潜在风险。除阴极保护法外，几种有机涂料也被广泛用于金属防腐，其中包括环氧树脂、聚氨酯树脂和聚硅氧烷树脂。聚苯并噁嗪含有能够与金属相互作用的酚羟基，与其他几种树脂相比，聚苯并噁嗪的表面粘附性自然更高。因此，各种苯并噁嗪树脂被用于腐蚀保护，特别是用于钢铁产品。

4.基于聚苯并噁嗪的电致变色材料除了上述应用外，苯并噁嗪化合物还被应用于制备近红外(NIR)和多色电致变色材料。电致变色是指利用适当的电流或电势，通过电化学感应使材料的光学性质发生可逆变化。通常通过还原态和氧化态间的切换，材料可以产生不同的光带。电致变色材料因巨大的应用潜力和产业化前景而备受关注。与聚酰亚胺相比，聚苯并噁嗪的电致变色材料具有更低的氧化电位，并增加了氧化级数。由于多色电致变色的特性，这些聚合物可用于阳极电致变色。

能源和环境领域的应用

1.用于锂硫电池硫正极众所周知，锂电池因相对于其他类型的电池轻便而被广泛用作各种便携式设备的重要存储系统器件。锂电池主要有锂离子电池、锂电池、锂空气电池等。除了表面应用外，苯并噁嗪化合物还可应用于如锂硫电池等的其他领域。苯并噁嗪单体可以与硫反应并形成硫比率不同的聚苯并噁嗪共硫化物，因此苯并噁嗪在电池应用中也具有一定的潜力。

2.用作环境吸附材料聚苯并噁嗪的另一特殊用途是作为环境吸附剂。聚苯并噁嗪中重复单元的结构包含适用于金属螯合的酚羟基和叔胺基，这些官能团作为汞的螯合剂特别有效。

此外，聚苯并噁嗪吸附剂可通过酸处理进行再生，最多可达8次循环且不会降低其有效性，这对减少二次废物显得至关重要，从而使吸附剂既经济又环保。

虽然学术界对各种聚合物进行了广泛的研究，在过去的20年中，大多数聚合物还不能商业化，但就聚苯并噁嗪而言，由于其性能优异，已经有许多商业应用，并在不断增长，许多新型苯并噁嗪已获得专利。最近，研究人员认识到苯并噁嗪化学可被设计作为智能材料的新型聚合物方面的潜力，以苯并噁嗪为原料，成功地制备了自修复系统、形状记忆聚苯并噁嗪、智能涂料、超疏水表面、电致变色材料和电池、多孔苯并噁嗪聚合物等。尽管苯并噁嗪在这一方面还处于初级研究阶段，但苯并噁嗪的化学适应能力似乎远超预期，正如发表论文的数量所反映的那样，苯并噁嗪树脂在智能材料领域的应用有望迅速发展。

参考资料：[1]李晓丹,胡心雨,刘小平,刘小清,申渝,唐莹,冯佳成.苯并噁嗪树脂的研究新进展:智能化应用及能源、环境领域应用[J].材料导报,2021,35(03):3209-3218.