環(huán)氧樹脂及其合成

1、C CH HC CH HO OO OR RC C H H2 2C C H HO OC C H H2 21.1.縮水甘油醚類縮水甘油醚類C CO OR RO OC C H H2 2C C H HO OC C H H2 2 2.2.縮水甘油酯類縮水甘油酯類 R RN NC C H H2 2C C H HO OC C H H2 2R R 3.3.縮水甘油胺類縮水甘油胺類C C H HC C H HC C H HO OC C H HR RR R R R 4.4.脂肪族環(huán)氧脂肪族環(huán)氧O OC C H HC C H HC C H HC C H HO O5.5.脂環(huán)族環(huán)氧脂環(huán)族環(huán)氧2.1環(huán)氧樹脂的命名方法環(huán)

2、氧樹脂的命名方法1. 1. 代號(hào)與型號(hào)代號(hào)與型號(hào) 主要有主要有E E、F F、R R（二氧化雙環(huán)戊二烯環(huán)氧）等。（二氧化雙環(huán)戊二烯環(huán)氧）等。 型號(hào)型號(hào)“E-51”E-51”表征的意義。表征的意義。2.2.主要指標(biāo)主要指標(biāo) 環(huán)氧值或環(huán)氧當(dāng)量。環(huán)氧值或環(huán)氧當(dāng)量。 環(huán)氧值：環(huán)氧值：100g100g環(huán)氧樹脂中含有環(huán)氧基團(tuán)的物質(zhì)的環(huán)氧樹脂中含有環(huán)氧基團(tuán)的物質(zhì)的量（或克當(dāng)量數(shù)）。量（或克當(dāng)量數(shù)）。 環(huán)氧當(dāng)量：環(huán)氧當(dāng)量：含有含有1 1克當(dāng)量環(huán)氧基的環(huán)氧樹脂的克克當(dāng)量環(huán)氧基的環(huán)氧樹脂的克數(shù)。數(shù)。環(huán)氧值環(huán)氧值環(huán)氧當(dāng)量環(huán)氧當(dāng)量100 表征意義：反應(yīng)活性，相對(duì)分子量的大小表征意義：反應(yīng)活性，相對(duì)分子量的大小CCH3

3、CH3OOHHC C H H2 2C C H HC C H H2 2O OC C l lCOHHOCH3CH3+CH2ClCHOCH2NaOH(n+1)(n+2)CCH3CH3OCH2CHOHCH2OOCH2CHOCCH3CH3OCH2CHCH2OnCH2 雙酚雙酚A型環(huán)氧樹脂實(shí)際上是由低分子量的二環(huán)氧甘油醚、雙酚型環(huán)氧樹脂實(shí)際上是由低分子量的二環(huán)氧甘油醚、雙酚A以及以及部分高分子量聚合物組成的，雙酚部分高分子量聚合物組成的，雙酚A與環(huán)氧氯丙烷的摩爾配比不同，其與環(huán)氧氯丙烷的摩爾配比不同，其組成也就不同：組成也就不同： COHHOCH3CH3CH2ClCHOCH2NaOHCOHOCH3CH3C

4、H2ClCHOHCH2NaOHCOHOCH3CH3CH2CHOCH2COHOCH3CH3CH2CHOCH2CH2ClCHOCH2NaOHCOCH3CH3CH2CHOCH2CH2CHCH2OCOHOCH3CH3CH2CHOCH2COHHOCH3CH3NaOHCOHOCH3CH3CH2CHOHCH2COHOCH3CH3可以看出，環(huán)氧氯丙烷與雙酚可以看出，環(huán)氧氯丙烷與雙酚A的摩爾比必須大于的摩爾比必須大于11才能保證聚合物才能保證聚合物分子末端含有環(huán)氧基。環(huán)氧樹脂的相對(duì)分子質(zhì)量隨雙酚分子末端含有環(huán)氧基。環(huán)氧樹脂的相對(duì)分子質(zhì)量隨雙酚A和環(huán)氧氯丙烷的和環(huán)氧氯丙烷的摩爾比的變化而變化，一般說來，環(huán)氧氯丙烷

5、過量越多，環(huán)氧樹脂的相摩爾比的變化而變化，一般說來，環(huán)氧氯丙烷過量越多，環(huán)氧樹脂的相對(duì)分子質(zhì)量越小。若要制取相對(duì)高分子達(dá)數(shù)萬的環(huán)氧樹脂，必須采用等對(duì)分子質(zhì)量越小。若要制取相對(duì)高分子達(dá)數(shù)萬的環(huán)氧樹脂，必須采用等摩爾比。工業(yè)上環(huán)氧氯丙烷的實(shí)際用量一般為雙酚摩爾比。工業(yè)上環(huán)氧氯丙烷的實(shí)際用量一般為雙酚A化學(xué)計(jì)量的化學(xué)計(jì)量的23倍。倍。 （2）合成工藝）合成工藝 工業(yè)上，雙酚工業(yè)上，雙酚A型環(huán)氧樹脂的生產(chǎn)方法主要有一步法和二步法兩種。型環(huán)氧樹脂的生產(chǎn)方法主要有一步法和二步法兩種。低、中相對(duì)分子質(zhì)量的樹脂一般用一步法合成，而高相對(duì)分子質(zhì)量的樹低、中相對(duì)分子質(zhì)量的樹脂一般用一步法合成，而高相對(duì)分子質(zhì)量的樹

6、脂既可用一步法，也可用二步法合成。脂既可用一步法，也可用二步法合成。 (1) 一步法一步法 一步法是將一定摩爾比的雙酚一步法是將一定摩爾比的雙酚A和環(huán)氧氯烷在和環(huán)氧氯烷在NaOH作用下進(jìn)行縮聚，作用下進(jìn)行縮聚，用于合成低、中相對(duì)分子質(zhì)量的雙酚用于合成低、中相對(duì)分子質(zhì)量的雙酚A型環(huán)氧樹脂。國(guó)產(chǎn)的型環(huán)氧樹脂。國(guó)產(chǎn)的E-20、E-12、E-14和和E-44等環(huán)氧樹脂均是采用一步法生產(chǎn)的。等環(huán)氧樹脂均是采用一步法生產(chǎn)的。一步法又可分為水洗法、一步法又可分為水洗法、溶劑萃取法和溶劑法溶劑萃取法和溶劑法。 水洗法水洗法是先將雙酚是先將雙酚A溶于溶于10%的的NaOH水溶液中，在一定溫度下一次水溶液中，在一

7、定溫度下一次性加入環(huán)氧氯丙烷，使之進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完畢后靜置，除去上層堿液，性加入環(huán)氧氯丙烷，使之進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完畢后靜置，除去上層堿液，然后用沸水洗滌十幾次，除去樹脂中殘存的堿和鹽類，最后脫水即得產(chǎn)然后用沸水洗滌十幾次，除去樹脂中殘存的堿和鹽類，最后脫水即得產(chǎn)品。品。 溶劑萃取法溶劑萃取法與水洗法基本相同，只是在后處理時(shí)在除去上層堿水后，與水洗法基本相同，只是在后處理時(shí)在除去上層堿水后，不是先用沸水洗滌，而是先用溶劑將樹脂萃取出來，再經(jīng)水洗、過濾和不是先用沸水洗滌，而是先用溶劑將樹脂萃取出來，再經(jīng)水洗、過濾和脫除溶劑得產(chǎn)品。此法生產(chǎn)的樹脂雜質(zhì)比水洗法少，樹脂透明度好。國(guó)脫除溶劑得產(chǎn)品。此法生產(chǎn)

8、的樹脂雜質(zhì)比水洗法少，樹脂透明度好。國(guó)內(nèi)廠家多采用此法。內(nèi)廠家多采用此法。 溶劑法溶劑法是先將雙酚是先將雙酚A、環(huán)氧氯丙烷和有機(jī)溶劑投入反應(yīng)釜中，攪拌、環(huán)氧氯丙烷和有機(jī)溶劑投入反應(yīng)釜中，攪拌溶解后，升溫到溶解后，升溫到5075，滴加，滴加NaOH溶液使之進(jìn)行反應(yīng)。也可先加入溶液使之進(jìn)行反應(yīng)。也可先加入催化劑使反應(yīng)物醚化，然后再加入催化劑使反應(yīng)物醚化，然后再加入NaOH溶液脫溶液脫HCl進(jìn)行閉環(huán)反應(yīng)。到達(dá)進(jìn)行閉環(huán)反應(yīng)。到達(dá)反應(yīng)終點(diǎn)后加入大量的溶劑進(jìn)行萃取，之后進(jìn)行水洗、過濾，脫除溶劑反應(yīng)終點(diǎn)后加入大量的溶劑進(jìn)行萃取，之后進(jìn)行水洗、過濾，脫除溶劑后即得產(chǎn)品。本法反應(yīng)溫度易于控制，樹脂透明度好，雜質(zhì)

9、少，收率高。后即得產(chǎn)品。本法反應(yīng)溫度易于控制，樹脂透明度好，雜質(zhì)少，收率高。 (2) 二步法二步法 二步法又有本體聚合法和催化聚合法兩種二步法又有本體聚合法和催化聚合法兩種。本體聚合法是將低相對(duì)。本體聚合法是將低相對(duì)分子質(zhì)量的環(huán)氧樹脂和雙酚分子質(zhì)量的環(huán)氧樹脂和雙酚A加熱溶解后，再在加熱溶解后，再在200高溫下反應(yīng)高溫下反應(yīng)2小時(shí)小時(shí)即得產(chǎn)品。本體聚合法是在高溫下進(jìn)行，副反應(yīng)多，生成物中有支鏈，即得產(chǎn)品。本體聚合法是在高溫下進(jìn)行，副反應(yīng)多，生成物中有支鏈，產(chǎn)品不僅環(huán)氧值低，而且溶解性差，反應(yīng)過程中甚至?xí)霈F(xiàn)凝鍋現(xiàn)象。產(chǎn)品不僅環(huán)氧值低，而且溶解性差，反應(yīng)過程中甚至?xí)霈F(xiàn)凝鍋現(xiàn)象。催化聚合法是將低相對(duì)分子質(zhì)量的雙酚催化