熱固性塑料 環(huán)氧樹脂

第三章熱固性塑料第三節(jié)環(huán)氧樹脂3.1環(huán)氧樹脂的定義與分類3.2雙酚A型環(huán)氧樹脂的合成（重點(diǎn)）3.3環(huán)氧樹脂的固化（重點(diǎn)）3.4環(huán)氧樹脂的結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)3.5環(huán)氧樹脂的應(yīng)用3.1環(huán)氧樹脂的定義與分類<一>定義環(huán)氧樹脂是指分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)的線性有機(jī)高分子化合物。環(huán)氧基團(tuán)英文名稱：epoxyresin；縮寫：ER。<二>分類縮水甘油醚類縮水甘油酯類縮水甘油胺類線性脂肪族類脂環(huán)脂肪族類環(huán)氧氯丙烷與含有活潑氫的化合物（酚類、酸類、胺類）縮聚而成含有雙鍵的烯烴類化合物經(jīng)過環(huán)氧化而成工業(yè)上用量最大的環(huán)氧樹脂品種3.2雙酚A型環(huán)氧樹脂的合成<一>主要原料環(huán)氧氯丙烷雙酚A聚合單體催化劑：氫氧化鈉溶劑為方便用HO—R—OH來代表雙酚A<二>合成反應(yīng)機(jī)理1.加成反應(yīng)2.脫去HCl在NaOH的作用下3.環(huán)氧基與雙酚A加成反應(yīng)4.與環(huán)氧氯丙烷加成5.脫HCl在分子鏈端形成環(huán)氧基團(tuán)不斷重復(fù)以上的反應(yīng)過程<三>雙酚A型ER的結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)通過調(diào)節(jié)反應(yīng)原料的配比、催化劑濃度和聚合工藝可以得到不同結(jié)構(gòu)特性的雙酚A型ER。雙酚A型ER的結(jié)構(gòu)式重要的結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)平均聚合度<2：低分子量樹脂，軟化點(diǎn)<50oC2～5：中分子量樹脂，軟化點(diǎn)50～95oC>5：高分子量樹脂，軟化點(diǎn)>100oC環(huán)氧值—每100克環(huán)氧樹脂中環(huán)氧基的摩爾數(shù)3.3環(huán)氧樹脂的固化<一>固化劑的分類1.反應(yīng)性固化劑——固化劑本身可以與ER上的環(huán)氧基和叔羥基反應(yīng)2.催化性固化劑——本身不能與ER反應(yīng)但可催化環(huán)氧基間聚合。<二>多元胺類固化劑1.反應(yīng)機(jī)理伯胺

由于ER上的可反應(yīng)環(huán)氧基團(tuán)的數(shù)量可以用環(huán)氧值來表示，因此多元胺固化劑的用量可以較精確的計(jì)量。實(shí)際用量一般比計(jì)算值高～10％。2.多元胺固化劑的類型與特點(diǎn)脂肪族多元胺類：可室溫固化，固化速度快。但固化劑對(duì)人體有刺激作用，固化產(chǎn)物較脆且耐熱性差，一般不用于復(fù)合材料。乙二胺二亞乙基三胺芳香族多元胺類：反應(yīng)活性低，需加熱才能固化。但產(chǎn)物的綜合性能較好。間苯二胺間苯二甲胺<三>酸酐類固化劑1.固化機(jī)理固化機(jī)理很復(fù)雜，主要發(fā)生以下幾類反應(yīng)：酸酐可與ER上的羥基反應(yīng)羧基與環(huán)氧基反應(yīng)環(huán)氧基與羥基反應(yīng)酸酐類催化劑的量也可用經(jīng)驗(yàn)公式近似計(jì)算K是常數(shù)，在0.5～1之間，隨酸酐種類不同而不同，一般為0.8～0.85。鄰苯二甲酸酐順丁烯二酸酐（順酐）均苯四甲酸二酐2.固化特性毒性小，反應(yīng)活性低，樹脂儲(chǔ)存期長(zhǎng)；固化速度慢，可加催化劑改善；固化產(chǎn)物色澤淺固化產(chǎn)物具有良好的力學(xué)性能與電性能;固化產(chǎn)物具有更高的熱穩(wěn)定性3.5環(huán)氧樹脂的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)ER具有多樣化的品種，可適合各種應(yīng)用要求。分子結(jié)構(gòu)上存在極性羥基和醚鍵——具有很高的黏附力；固化時(shí)多為加成反應(yīng)——收縮率低；分子中存在大量的苯環(huán)和極性基團(tuán)；醚鍵增加分子鏈柔順性——綜合力學(xué)性能優(yōu)良。固化ER化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良——耐酸、堿和溶劑。固化ER具有優(yōu)良的電性能——高絕緣性、耐電弧。固化ER尺寸穩(wěn)定高；固化ER耐霉菌——可在熱帶條件下使用。ER的缺點(diǎn)是成本偏高，某些固化劑的毒性較大。3.5環(huán)氧樹脂的應(yīng)用增強(qiáng)塑料——玻纖增強(qiáng)環(huán)氧樹脂被稱為玻璃鋼——ER的最大用途。具有玻纖與樹脂黏附力強(qiáng)、形狀穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。用途大型殼體：游船、汽車車身、飛機(jī)升降舵電子電氣：開關(guān)裝置、印刷電路板國(guó)防軍工：導(dǎo)彈零部件。環(huán)氧樹脂玻璃鋼制品制造過程I.設(shè)計(jì)II.模胚制造III.ER浸漬CF布貼糊IV.固化成型ER壓制與注塑制品——汽車發(fā)動(dòng)機(jī)零部件、開關(guān)殼體、線圈架、電電動(dòng)機(jī)外殼。ER澆注制品——電子元件的封裝膠。ER的發(fā)泡——高耐熱絕熱、減震、吸聲材料。