熱塑性、熱固性樹脂結(jié)構(gòu)-性能差異 2課件

1、熱塑性、熱固性樹脂結(jié)構(gòu)熱塑性、熱固性樹脂結(jié)構(gòu)- -性能差異性能差異姓名：姓名：學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)：專業(yè)：專業(yè)：學(xué)院：學(xué)院：熱塑性、熱固性樹脂結(jié)構(gòu)-性能差異 熱塑性樹脂： 具有受熱軟化、冷卻硬化的性能，而且不起化學(xué)反應(yīng)，無(wú)論加熱和冷卻重復(fù)進(jìn)行多少次，均能保持這種性能。 凡具有熱塑性樹脂其分子結(jié)構(gòu)都屬線型。 它包括含全部聚合樹脂和部分縮合樹脂。 熱固性樹脂： 是指樹脂加熱后產(chǎn)生化學(xué)變化，逐漸硬化成型，再受熱也不軟化，也不能溶解的一種樹脂。 常溫下為高分子量固體,是線型或帶少量支鏈的聚合物，分子間無(wú)交聯(lián),僅借助范德瓦耳斯力或氫鍵互相吸引。 在成型加工過(guò)程中，樹脂經(jīng)加壓加熱即軟化和流動(dòng)，經(jīng)冷卻定型。 在反復(fù)受

2、熱過(guò)程中，分子結(jié)構(gòu)基本上不發(fā)生變化，當(dāng)溫度過(guò)高、時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，則會(huì)發(fā)生降解或分解。熱塑性、熱固性樹脂結(jié)構(gòu)-性能差異 由于分子間交聯(lián)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此剛性大、硬度高、耐溫高、不易燃、制品尺寸穩(wěn)定性好，但性脆。 加熱、加壓下或在固化劑、紫外光作用下，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，交聯(lián)固化成為不溶不熔物質(zhì)的一大類合成樹脂。 在固化前一般為分子量不高的固體或粘稠液體，在成型過(guò)程中能軟化或流動(dòng)，同時(shí)又發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而交聯(lián)固化。 此反應(yīng)是不可逆的，一經(jīng)固化，再加壓加熱也不可能再度軟化或流動(dòng);溫度過(guò)高,則分解或碳化。熱塑性熱塑性樹脂樹脂：熱固性樹脂：熱固性樹脂： 力學(xué)性能力學(xué)性能大分子鏈的主價(jià)力；分子間的作用力；大分子鏈的柔

3、韌性；分子量；大分子鏈的交聯(lián)密度。 熱塑性樹脂與熱固性樹脂在結(jié)構(gòu)上的顯著差別在于前者的大分子鏈為線型結(jié)構(gòu)，而后者的大分子鏈為體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。由于這一結(jié)構(gòu)上的差別，使熱塑性樹脂與熱固性樹脂相比在力學(xué)性能上有以下幾個(gè)顯著特點(diǎn)： 具有明顯的力學(xué)松弛現(xiàn)象。 在外力作用下，形變的能力較大，即當(dāng)應(yīng)變速度不大進(jìn)，可具有相當(dāng)大的斷裂延伸率。 抗沖擊性能好。熱塑性、熱固性樹脂結(jié)構(gòu)-性能差異熱塑性、熱固性樹脂結(jié)構(gòu)-性能差異 電性能電性能熱塑性樹脂的電性能按其大分子的極性不同可分成以下幾類（1）非極性：聚乙烯、聚丁二烯、聚四氟乙烯等（2）弱極性：聚苯乙烯、聚異丁烯、天然橡膠等（3）極性： 聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚酰

4、胺、聚甲基丙烯酸甲酯等（4）強(qiáng)極性：聚酯 非極性樹脂具有優(yōu)異的絕緣性能，對(duì)腐蝕性介質(zhì)穩(wěn)定，可作為高頻率的電解質(zhì)。弱極性與極性的樹脂可用于中頻率的電工技術(shù)。強(qiáng)極性樹脂只能作為低頻率的介電體。 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 熱塑性樹脂按聚集態(tài)結(jié)構(gòu)可分為結(jié)晶形（如聚酰胺）和無(wú)定形（如聚甲基丙烯酸甲酯）兩類。結(jié)晶形樹脂由于晶粒折光，制品透明度差，熔點(diǎn)高，模塑收縮率大。無(wú)定形樹脂中某些品種的板材透光率可與無(wú)機(jī)玻璃相媲美，加工收縮性也小環(huán)氧樹脂（熱固性樹脂） 環(huán)氧樹脂物化性能優(yōu)良、價(jià)格便宜、成型工藝簡(jiǎn)單、適合大規(guī)模生產(chǎn)可靠性較高，是制備高性能復(fù)合材料重要的基體材料之一，在航空航天、風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域備受青睞。 環(huán)氧樹脂是一種分子

5、內(nèi)含有2個(gè)或2個(gè)以上的環(huán)氧基，并以脂肪族、脂環(huán)族或芳香碳鍵為骨架并能通過(guò)環(huán)氧基團(tuán)反應(yīng)形成熱固性樹脂的低聚物。 全球各品種占環(huán)氧樹脂總量的比例順次為：雙酚A型環(huán)氧樹脂、阻燃溴化環(huán)氧樹脂、酚醛型環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂等。 良好的粘接性、電絕緣性、低收縮性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐高低溫性、耐磨性等優(yōu)異性能。環(huán)氧樹脂（熱固性樹脂）混合型環(huán)氧樹脂混合型環(huán)氧樹脂：即分子結(jié)構(gòu)中同時(shí)具有兩種不同類型環(huán)氧基的化合物。(1)粘結(jié)性能好環(huán)氧樹脂固化體系中活性極大的環(huán)氧基、羥基、胺鍵、酯鍵等極性基團(tuán)賦予環(huán)氧固化物較高的粘結(jié)強(qiáng)度。再加上它有很高的內(nèi)聚強(qiáng)度等力學(xué)性能，因此它的粘結(jié)性能特別強(qiáng)。(2)力學(xué)性能高環(huán)氧樹脂具有很強(qiáng)的內(nèi)

6、聚力，分子結(jié)構(gòu)致密，所以它的力學(xué)性能高于酚醛樹脂和不飽和樹脂等通用型熱固性樹脂。(3)固化收縮率低環(huán)氧樹脂的固化收縮率是熱固性樹脂中最小的品種之一，僅為12。如果選用適當(dāng)?shù)奶盍峡梢允故湛s率降至o2左右。(4)工藝性好環(huán)氧樹脂固化時(shí)基本上不產(chǎn)生低分子揮發(fā)物，所以可低壓成型或接觸壓成型。配方設(shè)計(jì)的靈活性很大，可以設(shè)計(jì)出適合各種工藝性要求的配方。環(huán)氧樹脂（熱固性樹脂）環(huán)氧樹脂的性能特性環(huán)氧樹脂的性能特性環(huán)氧樹脂（熱固性樹脂）(5)電性能好 固化后的環(huán)氧樹脂體系是種具有高介電性能、耐表面漏電、耐電弧的優(yōu)良絕緣材料。(6)穩(wěn)定性好 環(huán)氧樹脂只要不含有酸、堿、鹽等雜質(zhì)，是不易變質(zhì)的，如果貯存得當(dāng)(如密封、

7、不受潮、不遇高溫)，可以有1年的使用壽命，超期后若檢驗(yàn)合格仍可使用。固化后的環(huán)氧樹脂具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性。其耐酸、堿、鹽等多種介質(zhì)的性能優(yōu)于酚醛樹脂和不飽和聚酯等熱固性樹脂。多官能團(tuán)環(huán)氧樹脂雙酚A型環(huán)氧樹脂一般每個(gè)分子含有兩個(gè)環(huán)氧基團(tuán)，多官能度環(huán)氧樹脂每個(gè)分子中則含有三個(gè)或三個(gè)以上的環(huán)氧基團(tuán)，具有反應(yīng)活性的環(huán)氧基的增加使樹脂固化物的交聯(lián)密度增大，從而提高環(huán)氧樹脂的耐熱性。和引入剛性基團(tuán)一樣，合成多官能度環(huán)氧樹脂增加固化物交聯(lián)密度是提高環(huán)氧樹脂耐熱性最為有效的手段之一。隨著橋聯(lián)基團(tuán)的不同，樹脂表現(xiàn)出不同的固化反應(yīng)活性，幾種結(jié)構(gòu)的四官能團(tuán)環(huán)氧樹脂通過(guò)DDM和DDE固化后均表現(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性。以二

8、環(huán)戊二烯為起始原料合成的一種三官能團(tuán)脂環(huán)族環(huán)氧樹脂，由于磷元素的引入，這種環(huán)氧樹脂具有良好的熱穩(wěn)定性和阻燃特性。大多數(shù)環(huán)氧樹脂都不溶于水，只溶于芳香烴及酮類等有機(jī)溶劑。有機(jī)溶劑易燃、易爆、有毒、污染環(huán)境等缺點(diǎn)給儲(chǔ)運(yùn)和施工帶來(lái)諸多不便。所謂水性環(huán)氧樹脂是指通過(guò)物理或化學(xué)的方法，使環(huán)氧樹脂以微?；蛞旱蔚男问椒稚⒃谝运疄檫B續(xù)相的分散介質(zhì)中而配制的穩(wěn)定分散體系。按物理特性可分為水乳型體系(環(huán)氧樹脂水乳液)和水溶型體系(環(huán)氧樹脂水溶液)。水性環(huán)氧樹脂水性環(huán)氧樹脂水性環(huán)氧樹脂水性環(huán)氧樹脂圖4-1所示：831828。1的峰是4098以出現(xiàn)的是仲羥基的吸收峰（因空間位阻影響可能導(dǎo)致吸收頻率增加)；247739

9、處是苯醚的特征吸收峰；151001和1606439以處是苯環(huán)上的C=C的吸收峰；2966031處是甲基和亞甲基上的sp3c_n的特征吸收峰。圖4-2：經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)，改性環(huán)氧樹脂的紅外光譜圖中在圖中在1107處出現(xiàn)吸收峰處出現(xiàn)吸收峰，這是，這是C-O-C的特征吸收峰，說(shuō)明的特征吸收峰，說(shuō)明改性環(huán)氧樹脂分子鏈上接上相應(yīng)的改性環(huán)氧樹脂分子鏈上接上相應(yīng)的親水基團(tuán)親水基團(tuán)，而在915、840左右仍保持環(huán)氧基團(tuán)，但由于聚乙二醇和環(huán)氧樹脂6002的加成反應(yīng)，使得環(huán)氧的部分環(huán)氧基打開，所以在915、840左右處的環(huán)氧基的特征吸收減弱。環(huán)氧樹脂必須在加入固化劑或促進(jìn)劑的條件下才能固化,固化時(shí)分子鏈發(fā)生交聯(lián),最后生成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。環(huán)氧樹脂固化劑在反應(yīng)的初始階段反應(yīng)程度較低，從而樹脂分子量增長(zhǎng)不多，所以溫度升高導(dǎo)致樹脂體系粘度下降的影響是主要的。升溫和固化交聯(lián)對(duì)粘度的影響相等時(shí)，粘度達(dá)到最低。隨著時(shí)間的推移，樹脂分子量增長(zhǎng)