雙酚A型環氧樹脂的工業合成

❶ 雙酚A怎麼合成

雙酚A型環氧樹脂的合成
、合成原理
雙酚A型環氧樹脂是由二酚基丙烷(雙酚A)和環氧氯丙烷在鹼性催化劑(通常用NaOH)作用下縮聚而成。其反應歷程的說法不一，尚無定論，本書不作探討。但是，大體上說來，在合成過程中主要的反應可能如下：
（1）在鹼催化下，雙酚A的羥基與環氧氯丙烷的環氧基反應，生成端基為氯化羥基的化合物-開環反應。
（2）氯化羥基與NaOH反應，脫HCl再形成環氧基-閉環反應。
（3）新生成的環氧基與雙酚A的羥基反應生成端羥基化合物-開環反應。
（4）端羥基化合物與環氧氯丙烷反應生成端氯化羥基化合物-開環反應。
（5）生成的氯化羥基與NaOH反應，脫HCl再生成環氧基-閉環反應。
在環氧氯丙烷過量情況下，繼續不斷地進行上述開環-開環-閉環反應，最終即可得到二端基為環氧基的雙酚A型環氧樹脂。
上述反應是縮聚過程中的主要反應。此外還可能有一些不希望有的副反應，如環氧基的水解反映、文化反應、酚羥基與環氧基的反常加成反應等。若能嚴格控制合適的反應條件(如投料配比，NaOH用量、濃度及投料方式，反應溫度，加料順序、含水量等)，即可將副反應控制到最低限度。從而能獲得預定相對分子質量的、端基為環氧基的線型環氧樹脂。
調節雙酚A和環氧氯丙烷的用量比，可以製得平均相對分子質量不同的環氧樹脂。按照平均相對分子質量的大小可將雙酚A型環氧樹脂分為：
液態雙酚A型環氧樹脂(低相對分子質量環氧樹脂、軟樹脂)。平均相對分子質量較低，平均聚合度n＝0～1.8。當n＝0～l時，室溫下為液體，如EP0144l-310(E-51)，EP0l451-310(E-44)，EP01551-310(E-42)等。當n＝1～1.8時為半固體，軟化點＜55℃，如E-3l。
固態雙酚A型環氧樹脂。平均相對分子質量較高。n＝1.8～19。當n＝1.8～5時為中等相對分子質量環氧樹脂。軟化點為55～95℃。如EP0l661-310(E-20)，EP01617-310(E-12)等。當n＞5時為高相對分子質量環氧樹脂。軟化點＞100℃。如EP0l68l-410(E-06)，EP0l69l-410(E-03)等。
通常環氧樹脂的n＝0～19，其相對分子質量＜6000，為低聚物。若n＞100，就具有高聚物的性能。這樣的樹脂專門命名為苯氧基樹脂(phenoxyesin)，以區別於一般的環氧樹脂。苯氧基樹脂的相對分子質量較大，通常為3～4萬，環氧基含量非常少。實際上它是一種熱塑性高聚物，其最終的使用性能沒有必要通過環氧基的固化來提供。然而它含有大量仲羥基，可用作化學改性點和交聯點。例如可與異氰酸酯或三聚氰胺—甲醛樹脂進行反應。

2、合成方法
(1)液態雙酚A型環氧樹脂的合成方法歸納起來大致有兩種：一步法和二步法。一步法又可分為一次加鹼法和二次加鹼法。二步法又可分為間歇法和連續法。
一步法工藝是把雙酚A和環氧氯丙烷在NaOH作用下進行縮聚，即開環和閉環反應在同一反應條件下進行的。目前國內產量最大的E-44環氧樹脂就是採用一步法工藝合成的。
二步法工藝是雙酚A和環氧氯丙烷在催化劑(如季銨鹽)作用下，第一步通過加成反應生成二酚基丙烷氯醇醚中間體，第二步在NaOH存在下進行閉環反應，生成環氧樹脂。二步法的優點是：反應時間短；操作穩定，溫度波動小，易於控制；加鹼時間短，可避免環氧氯丙烷大量水解；產品質量好而且穩定，產率高。國產E-51、E-54環氧樹脂就是採用二步法工藝合成的。
(2)固態雙酚A型環氧樹脂的合成方法大體上也可分為兩種：一步法和二步法。一步法又可分為水洗法、溶劑萃取法和溶劑法。二步法又可分為本體聚合法和催化聚合法。
一步法(國外稱Taffy法)工藝是將雙酚A與環氧氯丙烷在NaOH作用下進行縮聚反應，用於製造中等相對分子質量的固態環氧樹脂。國內生產的E-20、E-14、E-12等環氧樹脂基本上均採用此法。其中水洗法是先將雙酚A溶於10％的NaOH水溶液中，在一定溫度下一次性迅速加入環氧氯丙烷使之反應，控溫。反應完畢後靜置，除去上層鹼水後用沸水洗滌十幾次，除去樹脂中的殘鹼及副產物鹽類。然後脫水得到成品。溶劑萃取法與水洗法基本相同，只是在後處理工序中在除去上層鹼水後，加入有機溶劑萃取樹脂。能明顯改善洗滌效果(洗3～4次即可)。然後再經水洗、過濾、脫溶劑即得到成品。此法產品雜質少，樹脂透明度好，國內生產廠多採用之。溶劑法是先將雙酚A、環氧氯丙烷和有機溶劑投入反應釜中攪拌、加熱溶解。然後在50～75℃滴加NaOH水溶液，使其反應(也可先加入催化劑進行開環醚化，然後再加入NaOH溶液進行脫HCl閉環反應)。到達反應終點後再加入大量有機溶劑進行萃取，再經水洗、過濾、脫溶劑即得成品。此法反應溫度易控制，成品樹脂透明度好，雜質少，收率高。關鍵是溶劑的選擇。
二步法(國外稱advancment法)工藝是將低相對分子質量液態E型環氧樹脂和雙酚A加熱溶解後，在高溫或催化劑作用下進行加成反應，不斷擴鏈，最後形成高相對分子質量的固態環氧樹脂，如E-10、E-06、E-03等都採用此方法合成。二步法工藝國內有兩種方法。其中本體聚合法是將液態雙酚A型環氧樹脂和雙酚A在反應釜中先加熱溶解後，再在200℃高溫反應2h即可得到產品。此法是在高溫進行反應，所以副反應多，生成物中有支鏈結構。不僅環氧值偏低，而且溶解性很差，甚至反應中會凝鍋。催化聚合法是將液態雙酚A型環氧樹脂和雙酚A在反應釜中加熱至80～120℃使其溶解，然後加入催化劑使之發生反應，讓其放熱自然升溫。放熱完畢冷至150～170℃反應1．5h，經過濾即得成品。
一步法合成時，反應是在水中呈乳狀液進行的。在制備高相對分子質量樹脂時，後處理較困難。製得的樹脂相對分子質量分布較寬，有機氯含量高。不易得到環氧值高、軟化點亦高的產品，以適應粉末塗料的要求。而二步法合成時，反應呈均相進行，鏈增長反應較平穩，因而製得的樹脂相對分子質量分布較窄，有機氯含量較低，環氧值和軟化點可通過配比和反應溫度來控制和調節。具有工藝簡單、操作方便、設備少、工時短、無三廢、一次反應即可、產品質量易控制和調節等優點，因此日益受到重視。

3、結構與性能特點
在環氧樹脂的各個應用領域中，其最終的使用性能是由環氧樹脂固化物提供的。環氧樹脂固化物的士性能取決於固化物的分子結構。而固化物的分子結構及其形成則取決與環氧樹脂的結構及性能、固化劑的結構及性能、添加劑的結構及性能，以及環氧樹脂的固化歷程。這里，先就雙酚A型環氧樹脂的結構對環氧樹脂及其固化物性能的影響作一些介紹。
(1)雙酚A型環氧樹脂的大分子結構具有以下特徵：
1)大分子的兩端是反應能力很強的環氧基。
2)分子主鏈上有許多醚鍵，是一種線型聚醚結構。
3)n值較大的樹脂分子鏈上有規律地、相距較遠地出現許多仲羥基，可以看成是一種長鏈多元醇。
4)主鏈上還有大量苯環、次甲基和異丙基。
(2)雙酚A型環氧樹脂的各結構單元賦予樹脂以下功能：環氧基和羥基賦予樹脂反應性，使樹脂固化物具有很強的內聚力和粘接力。醚健和羥基是極性基團，有助於提高浸潤性和粘附力。醚健和C-C鍵使大分子具有柔順性。苯環賦予聚合物以耐熱性和剛性。異丙基也賦與大分子一定的剛性。-C-O-鍵的鍵能高，從而提高了耐鹼性。所以，雙酚A型環氧樹脂的分子結構決定了它的性能具有以下特點：
1)是熱塑性樹脂，但具有熱固性，能與多種固化劑、催化劑及添加劑形成多種性能優異的固化物，幾乎能滿足各種使用要求。
2)樹脂的工藝性好。固化時基本上不產生小分子揮發物，可低壓成型。能溶於多種溶劑。
3)固化物有很高的強度和粘接強度。
4)固化物有較高的耐腐蝕性和電性能。
5)固化物有一定的韌性和耐熱性。
6)主要缺點是：耐熱性和韌性不高，耐濕熱性和耐候性差。

❷ 雙酚a型環氧樹脂制備中氫氧化鈉分步加的原因

雙酚A環氧樹脂制抄備過程：第襲一步是雙酚A與環氧氯丙烷反應，雙酚A的兩個酚羥基與環氧氯丙烷的環氧基反應；第二步是脫氯，也就是雙酚A與環氧氯丙烷的反應產物兩端的氯要脫去，氫氧化鈉的作用就是脫去氯原子（-Cl與NaOH反應成NaCl)，閉環形成環氧基。

❸ 雙酚A環氧氯丙烷合成環氧樹脂理論環氧樹脂最大值如何計算

合成環氧樹脂；溴化環氧樹脂的合成二步法，第一步以雙酚A和環氧氯丙烷作原材，在催化劑作用回下合成低分子量環答氧樹脂；第二步以一定比例的低分子量環氧樹脂和四溴雙酚A作原材，加入催化劑經加熱反應、擴鏈製成溴化環氧樹脂。這種傳統的「單峰」型環氧樹脂相對分子質量較單一，使用上有一定困難。目前趨向於使用「雙峰」型的環氧樹脂，即將相對分子質量高的和低的兩種環氧樹脂進行混合，其做法是在製成的高相對分子質量樹脂中，趁熱加入溶劑(丙酮或丁酮)，溶解均勻後添加一定比例的低相對分子質量環氧樹脂，配成所謂「雙峰」型的環氧樹脂。環氧樹脂的生產 1、主要單體和原料製造環氧樹脂的單體和原料來自4個方面。（1） 能導入環氧基的化合物，主要是環氧氯丙烷、甲基環氧氯丙烷、環氧丙醇。（2） 能形成環氧基的化合物，主要是過氧化物、過氧化醋酸、過氧化氫。（3） 含有兩個或兩個以上活潑氫的化合物或預聚物，包括多元醇、多元酚、多元羧酸、多元胺等。（4） 含有兩個或兩個以上不飽和雙鍵的化合物或預聚物，主要是丁二烯、丙烯醛，戊二烯、異戊二烯的預聚物和油脂。其中雙酚A和環氧氯丙烷是環氧樹脂最主要的單體。

❹ 雙酚A型環氧樹脂合成中，雙酚A和環氧氯丙烷的消耗比例是多少

雙酚A型環氧樹脂BPA和ECH的生產摩爾比是1：2，也就是一個雙酚A需要兩個ECH和它進行反應專，雙酚A的分子量屬是228ECH的分子量是92.5，那麼算下來質量比就是BPA：ECH=228×1：92.5×2=228：185=1：0.81。所以雙酚A的消耗要比ECH的高，不是1：1。

❺ 雙酚A型環氧樹脂的聚合機理屬於哪一類

合成雙酚A型環氧樹脂的聚合機理屬於縮聚反應，固化雙酚A型環氧樹脂的聚合機理屬於加聚反應。

❻ 雙酚A型環氧樹脂的固化原理

在環氧樹脂的結來構中有羥基源（〉CH—OH）、醚基（—O—）和極為活潑的環氧基存在，羥基和醚基有高度的極性，使環氧分子與相鄰界面產生了較強的分子間作用力，而環氧基團則與介質表面（特別是金屬表面）的游離鍵起反應，形成化學鍵。因而，環氧樹脂具有很高的黏合力，用途很廣，商業上被稱作「萬能膠「。此外，環氧樹脂還可做塗料、澆鑄、浸漬及模具等用途。但是，環氧樹脂在未固化前是呈熱塑性的線型結構，使用時必須加入固化劑，固化劑與環氧樹脂的環氧基等反應，變成網狀結構的大分子 ，成為不溶且不熔的熱固性成品。環氧樹脂在固化前相對分子質量都不高，只有通過固化才能形成體形高分子。環氧樹脂的固化要藉助固化劑，固化劑的種類很多，主要有多元胺和多元酸，他們的分子中都含有活波氫原子，其中用得最多的是液態多元胺類，如二亞乙基三胺和三乙胺等。環氧樹脂在室溫下固化時，還常常需要加些促進劑（如多元硫醇），以達到快速固化的效果。 固化劑的選擇與環氧樹脂的固化溫度有關，在通常溫度下固化一般用多元胺和多元硫胺等，而在較高溫度下固化一般選用酸酐和多元酸為固化劑。不同的固化劑，其交聯反應也不同。

❼ 雙酚A生產環氧樹脂過程的化學方程式

這樣可以么？

❽ 雙酚A型環氧樹脂的合成原理

雙酚A型環氧樹脂是由雙酚A和環氧氯丙烷在鹼性催化劑(通常用NaOH)作用下縮聚而成。專
合成方法
(1)液態雙酚屬A型環氧樹脂的合成方法歸納起來大致有兩種：一步法和二步法。一步法又可分為一次加鹼法和二次加鹼法。二步法又可分為間歇法和連續法。
(2)固態雙酚A型環氧樹脂的合成方法大體上也可分為兩種：一步法和二步法。一步法又可分為水洗法、溶劑萃取法和溶劑法。二步法又可分為本體聚合法和催化聚合法。

❾ 環氧樹脂的幾種合成方法介紹

】一.有機過氧酸及其衍生物的環氧化法 1909年，Nilolaus Prilezhaev發現過氧乙酸能環氧化各種雙鍵，不管是鏈端雙鍵還是鏈中雙鍵，而且能環氧化脂肪環上的雙鍵。 此後的研究表明，有機過氧酸是一種非常有效的環氧化劑，它和烯烴的環氯化過程是靜電加成。烯烴結構、過氧酸結構、反應介質和溫度影響環氧化反應的速率，催化劑對反應沒有影響。其中帶吸電基團的烯烴，如羥基會降低反應速率；反之，帶供電基團的，如烴基會加速反應。 過氧乙酸因結構簡單、易制備、價格便宜而得到廣泛使用。根據脂環族環氧樹脂制備反應過程中是否分離末反應完全的有機過氧酸，制各方法又可以分為原地環氧化法和分離環氧化法二種。 1.原地環氧化法 原地環氧化法是指合成有機過氧酸和烯烴的環氧化反應在同一體系中進行，這樣生成的有機過氧酸立即和烯烴反應，沒有過氧酸富集的過程。例如，乙酸先和含烯鏈的化合物混合，再向體系中加入雙氧水，乙酸和雙氧水反應生成過氧乙酸立即和含烯鍵的底物環氧化，從而得到產物。此方法的特點是工藝簡單，設備投資少，而且不存在過氧化物富集產生的安全隱患。 2.分離環氧化法 分離環氧化法和原地環氧化法不同，它是指合成有機過氧酸和環氧化過程分離。這種方法的特點是兩個過程分離，有利於對兩個過程分別檢測控制，因而適合工業化大生產。美國UCC公司和上海石油化工總廠都用此方法生產環氧樹脂。 二.鹵醇及其衍生物的環氧化法 最常見的鹵醇是次氯酸H0-C1+，它的環氧化的機理見反應式2。反應機理可以推廣到溴和碘．先是親電的鹵正離於進攻烯鍵，形成鹵翁離子，然後親核基團從背後進攻鹵翁正離子，這個親核基團可能是0H-、H20，然後在鹼的作用下，氧負子背後進攻和鹵相連的碳原子，鹵負離子離去形成環氧基。反應中親核基團還可能是鹵負離子，這樣就會形成副產雙鹵分子。從以上機理可以看出，反應有兩個背後進攻的立體化學過程，這樣產物就可以保持原料的立體構型，這是一些有機合成者對該環氧化法感興趣的原因。目前，國內主要用次氯酸法生產環氧丙烷。 80年代出現金屬卟啉化合物催化用次氯酸鈉做環氧化劑的環氧化反應，它的特點是反應過程從原來的兩步縮減到一步，而且金屬卟琳化合物催化活性很高，反應體系簡單，常溫即可。 三.雙氧水法 這種合成方法是以雙氧水做氧化劑，主要用來環氧化一些帶羥基的脂環族烯烴．反應的關鍵是需要高活性催化劑。五六十年代，三氧化鎢作為此反應的催化劑曾經佔有一定地位。目前．出現了眾多新型的催化劑，它們通常帶有金屬離子．如Ti4+、V4+、Cr3+。其中效果較好的是Ti／Si02促化劑、它可以在低溫下催化氧化分子量較小的分子。 四.無機氧化劑法 常見的氧化劑有氧氣、臭氧、鉻酸和高錳酸鉀等，其中氧氣作為最廉價的氧化劑一直是氧化還原反應中倍受青睞的原料。但到目前為止它不能作為普通的直接的環氧化劑，僅出現在一些特殊的環氧化反應中，如含有共軛雙健的α-蒎烯和氧氣發生[2+ 4]環化反應，再經過重排得雙環氧化合物 (方程式3)。重排過程是這個反應的關鍍，既可以是再加熱狀態下自發的熱力學重排，也可以是光誘導重排，還可以用鈷催化重排。還有，銀催化氧氣環氧化方法只用於合成環氧乙烷，它對長鏈烯烴無效(環氧丙烷也不是用這種方法生產)，也不能環氧化脂環族烯烴。鉻酸和高錳酸鉀是傳統的氧化劑，如果控制好反應條件，也可以用於環氧化反應。五.仿生法 卟啉鐵作為血細胞中的活性物質，對氧氣有非常高的活性。因此，人們受到啟發，使用金屑葉琳催化環氧化反應。1979年， Groves最先用金屬卟啉模仿生物體系催化環氧化烯烴。