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受化石资源价格波动及环境污染的影响，利用天然可再生、价格低廉的植物油制备紫外光固化涂料，对光固化产业的可持续发展以及植物油资源的高附加值利用来说均具有十分重要的意义。植物油基环氧丙烯酸酯是一类常见的生物基光敏预聚体，然而该类树脂存在碳碳双键官能度低、缺乏刚性结构等缺陷，导致相应光固化材料的交联密度低，刚硬性、耐热性等性能与石油基产品相比差距巨大。为解决该问题，本文以橡胶籽油、光皮树果油和环氧大豆油等为起始原料，从分子设计原理出发，做了一系列的研究工作，主要研究内容有：
(1)利用甲基丙烯醇与马来酸酐开环反应，合成了新型的甲基烯丙基马来酸半酯(MAAMA)前驱体，其结构中两个碳碳双键和甲基位阻结构。考察了反应工艺，确定其最佳反应条件为：甲基丙烯醇与马来酸酐的摩尔比为1：1，反应时间为5h。同时通过对橡胶籽油和光皮树果油的环氧化制备了环氧橡胶油(Epoxidized rubber seed oil，ERSO)和环氧光皮树果油(Epoxidized wilsoniana fruit oil，EWFO)，其环氧值分别为0.28mol/100g和0.20mol/100g，比环氧值为0.38mol/100g的环氧大豆油(Epoxidized soybean oil，ESO)略低。然后利用所得MAAMA前驱体分别对ESO、ERSO、EWFO三种环氧植物油开环反应，获得了系列植物油基类环氧丙烯酸酯预聚体(ESO-MAAMA、ERSO-MAAMA和EWFO-MAAMA)。通过FT-IR与1HNMR表征，确定了MAAMA以及植物油基预聚体的分子结构。通过核磁分析还得出ESO-MAAMA、ERSO-MAAMA和EWFO-MAAMA预聚体的C=C官能度分别为6.40、4.76和3.60每甘油三脂分子，生物基含量则分别为69.0%、75.0%和79.8%。
(2)研究了ESO-MAAMA、ERSO-MAAMA和EWFO-MAAMA预聚体经紫外光固化后的凝胶含量、最终性能及光固化动力学。ESO-MAAMA/HEMA30树脂拉伸强度和断裂伸长率分别为ESO-MAAMA树脂的1.5和3.3倍；ERSO-MAAMA/HEMA30树脂拉伸强度、弹性模量和断裂伸长率分别为ERSO-MAAMA树脂的3.3、1.9和2.4倍。EWFO-MAAMA/HEMA30拉伸强度和断裂伸长率分别为EWFO-MAAMA树脂的2.2和3.1倍。纯油脂基环氧丙烯酸酯涂膜展示了较好的柔韧性，附着力一般，铅笔硬度则较差；加入HEMA稀释单体后，漆膜的柔韧性基本不变，附着力和铅笔硬度有了明显的提高。ESO-MAAMA/HEMA30，ERSO-MAAMA/HEMA30，EWFO-MAAMA/HEMA30的吸水率三者明显高于AESO/HEMA30。这四种树脂的前半段反应速率相近，ESO-MAAMA/HEMA30的双键反应率最低为75.6%，其他三种树脂都达到了90%以上。
(3)利用丙烯酰氯与托品酸反应，合成了新型的托品酸丙烯酸酯(TAA)前驱体。考察了其合成工艺，得出冰浴12h所得前驱体最佳，并通过1HNMR确认了TAA的结构。然后利用TAA分别对ESO和ERSO两种环氧植物油进行改性，制备了两种新型的植物油基类环氧丙烯酸酯(ESO-TAA和ERSO-TAA)。通过FT-IR、1HNMR、13CNMR和凝胶色谱，分析了ESO-TAA和ERSO-TAA的结构，其C=C官能度分别为1.81和1.03每甘油三脂分子。最后，考察了预聚体与30%的甲基丙烯酸羟乙酯(Hydroxyethyl methacrylate ， HEMA )稀释剂光固化后所得材料的力学性能。ESO-TAA/HEMA30拉伸强度与模量分别高达33.76MPa和499.59MPa，但ERSO-TAA/HEMA30的拉伸强度与模量只有ESO-TAA/HEMA30的26.7%和3.4%。
本文所发展的环氧大豆油丙烯酸马来酸酯和环氧橡胶籽油丙烯酸马来酸酯树脂，具有较高的力学、热学等性能，因此将很可能代替常见的AESO树脂应用于光固化涂料。
(1)利用甲基丙烯醇与马来酸酐开环反应，合成了新型的甲基烯丙基马来酸半酯(MAAMA)前驱体，其结构中两个碳碳双键和甲基位阻结构。考察了反应工艺，确定其最佳反应条件为：甲基丙烯醇与马来酸酐的摩尔比为1：1，反应时间为5h。同时通过对橡胶籽油和光皮树果油的环氧化制备了环氧橡胶油(Epoxidized rubber seed oil，ERSO)和环氧光皮树果油(Epoxidized wilsoniana fruit oil，EWFO)，其环氧值分别为0.28mol/100g和0.20mol/100g，比环氧值为0.38mol/100g的环氧大豆油(Epoxidized soybean oil，ESO)略低。然后利用所得MAAMA前驱体分别对ESO、ERSO、EWFO三种环氧植物油开环反应，获得了系列植物油基类环氧丙烯酸酯预聚体(ESO-MAAMA、ERSO-MAAMA和EWFO-MAAMA)。通过FT-IR与1HNMR表征，确定了MAAMA以及植物油基预聚体的分子结构。通过核磁分析还得出ESO-MAAMA、ERSO-MAAMA和EWFO-MAAMA预聚体的C=C官能度分别为6.40、4.76和3.60每甘油三脂分子，生物基含量则分别为69.0%、75.0%和79.8%。
(2)研究了ESO-MAAMA、ERSO-MAAMA和EWFO-MAAMA预聚体经紫外光固化后的凝胶含量、最终性能及光固化动力学。ESO-MAAMA/HEMA30树脂拉伸强度和断裂伸长率分别为ESO-MAAMA树脂的1.5和3.3倍；ERSO-MAAMA/HEMA30树脂拉伸强度、弹性模量和断裂伸长率分别为ERSO-MAAMA树脂的3.3、1.9和2.4倍。EWFO-MAAMA/HEMA30拉伸强度和断裂伸长率分别为EWFO-MAAMA树脂的2.2和3.1倍。纯油脂基环氧丙烯酸酯涂膜展示了较好的柔韧性，附着力一般，铅笔硬度则较差；加入HEMA稀释单体后，漆膜的柔韧性基本不变，附着力和铅笔硬度有了明显的提高。ESO-MAAMA/HEMA30，ERSO-MAAMA/HEMA30，EWFO-MAAMA/HEMA30的吸水率三者明显高于AESO/HEMA30。这四种树脂的前半段反应速率相近，ESO-MAAMA/HEMA30的双键反应率最低为75.6%，其他三种树脂都达到了90%以上。
(3)利用丙烯酰氯与托品酸反应，合成了新型的托品酸丙烯酸酯(TAA)前驱体。考察了其合成工艺，得出冰浴12h所得前驱体最佳，并通过1HNMR确认了TAA的结构。然后利用TAA分别对ESO和ERSO两种环氧植物油进行改性，制备了两种新型的植物油基类环氧丙烯酸酯(ESO-TAA和ERSO-TAA)。通过FT-IR、1HNMR、13CNMR和凝胶色谱，分析了ESO-TAA和ERSO-TAA的结构，其C=C官能度分别为1.81和1.03每甘油三脂分子。最后，考察了预聚体与30%的甲基丙烯酸羟乙酯(Hydroxyethyl methacrylate ， HEMA )稀释剂光固化后所得材料的力学性能。ESO-TAA/HEMA30拉伸强度与模量分别高达33.76MPa和499.59MPa，但ERSO-TAA/HEMA30的拉伸强度与模量只有ESO-TAA/HEMA30的26.7%和3.4%。
本文所发展的环氧大豆油丙烯酸马来酸酯和环氧橡胶籽油丙烯酸马来酸酯树脂，具有较高的力学、热学等性能，因此将很可能代替常见的AESO树脂应用于光固化涂料。