『壹』 環氧樹脂的固化原理
環氧樹脂硬化反應的原理,目前尚不完善,根據所用硬化劑的不同,一般認為它通過四種途徑的反應而成為熱固性產物。
(1)環氧基之間開環連接;
(2)環氧基與帶有活性氫官能團的硬化劑反應而交聯;
(3)環氧基與硬化劑中芳香的或脂肪的羥基的反應而交聯;
(4)環氧基或羥基與硬化劑所帶基團發生反應而交聯。
不同種類的硬化劑,在硬化過程中其作用也不同。有的硬化劑在硬化過程中,不參加到本分子中去,僅起催化作用,如無機物。具有單反應基團的胺、醇、酚等,這種硬化劑,叫催化劑。多數硬化劑,在硬化過程中參與大分子之間的反應,構成硬化樹脂的一部分,如含多反應基團的多元胺、多元醇、多元酸酐等化合物。
1、胺類硬化劑
胺類硬化劑—般使用比較普遍,其硬化速度快,而且黏度也低,使用方便,但產品耐熱性不高,介電性能差,並且硬化劑本身的毒性較大,易升華。胺類硬化劑包括;脂肪族胺類、芳香族胺類和胺的衍生物等。胺本身可以看作是氮的烷基取代物,氨分子(NH3)中三個氫可逐步地被烷基取代,生成三種不同的胺。即:伯胺(RNH2)、仲胺(R2NH))和叔胺(R3N)。
由於胺的種類不同,其硬化作用也不同:
(1)伯胺和仲胺的作用
含有活潑氫原子的伯胺及仲胺與環氧樹脂中的環氧基作用。使環氧基開環生成羥基,生成的羥基再與環氧基起醚化反應,最後生成網狀或體型聚合物。
(2)叔胺的作用與伯胺、仲胺不同,它只進行催化開環,環氧樹脂的環氧基被叔胺開環變成陰離子,這個陰離子又能打開一個新的環氧基環,繼續反應下去,最後生成網狀或體型結構的大分子。
2、酸酐類硬化劑
酸酐是由羧酸(分子結構中含有羧基—COOH)與脫水劑一起加熱時,兩個羧基除去一個水分子而生成的化合物。
酸酐類硬化劑硬化反應速度較緩慢,硬化過程中放熱少,使用壽命長,毒性較小,硬化後樹脂的性能(如力學強度、耐磨性、耐熱性及電性能等)均較好。但由於硬化後含有酯鍵,容易受鹼的侵蝕並且有吸水性,另外除少數在室溫下是液體外。絕大多數是易升華的固體,而且一般要加熱固化。
酸酐和環氧樹脂的硬化機理,至今尚未完全闡明,比較公認的說法如下:
酸酐先與環氧樹脂中的羥基起反應而生成單酯,第二步由單酯中的羥基和環氧樹脂的環氧基起開環反應而生成雙酯,第三步再由其中的羥基對環氧基起開環作用,生成醚基,所以可得到既含醚鍵,又含有酯基的不溶不熔的體型結構。
除了上述反應之外,第一步生成的單酸中的羧基也可能與環氧樹脂分子上的羥基起酯化反應,生成雙酯。但這不是主要的反應。
3、樹脂類硬化劑
含有硬化基團的一NH一,一CH2OH,一SH,一COOH,一OH等的線型合成樹脂低聚物,也可作為環氧樹脂的硬化劑。如低分子聚醯胺.酚醛樹脂,苯胺甲醛樹脂,三聚氰胺甲醛樹脂,糠醛樹脂,硫樹脂,聚酯等。它們分別能對環氧樹脂硬化物的耐熱性,耐化學性,抗沖擊性,介電性,耐水性起到改善作用。常用的是低分子聚醯胺和酚醛樹脂。
(1)低分子聚醯胺不同於尼龍型的聚醯胺。它是亞油酸二聚體或是桐油酸二聚體與脂肪族多元胺,如乙二胺、二乙烯三胺反應生成的一種琥珀色粘稠狀樹脂。由於原材料的性質,反應組分的配比和反應條件不同,低分子聚醯胺的性質差別很大。它們的分子量在500~9000之間,有熔點很高,胺值很低的固態樹脂,也有胺值為300的液態樹脂。其中胺值是低分子聚醯胺活性的描述,胺值高的活性大,與環氧樹脂反應速度快,但可使用期短,胺值低的活性小,與環氧樹脂反應速度慢,但可使用期長,表1列舉了幾種低分子聚醯胺的牌號及性能。
『貳』 常溫固化,耐高溫環氧樹脂
環氧樹脂是一種高分子聚合物,分子式為(C11H12O3)n,是指分子中含有兩個以上環氧基團的一類聚合物的總稱。它是環氧氯丙烷與雙酚A或多元醇的縮聚產物。由於環氧基的化學活性,可用多種含有活潑氫的化合物使其開環,固化交聯生成網狀結構,因此它是一種熱固性樹脂。雙酚A 型環氧樹脂不僅產量最大,品種最全,而且新的改性品種仍在不斷增加,質量正在不斷提高。
環氧樹脂具有仲羥基和環氧基,仲羥基可以與異氰酸酯反應。環氧樹脂作為多元醇直接加入聚氨酯膠黏劑含羥基的組分中,使用此方法只有羥基參加反應,環氧基未能反應。
普通液態環氧樹脂外觀
用酸性樹脂的、羧基,使環氧開環,再與聚氨酯膠黏劑中的異氰酸酯反應。還可以將環氧樹脂溶解於乙酸乙酯中,添加磷酸加溫反應,其加成物添加到聚氨酯膠黏劑中;膠的初黏;耐熱以及水解穩定性等都能提高還可用醇胺或胺反應生成多元醇,在加成物中有叔氮原子的存在,可加速NCO反應。
用環氧樹脂作多羥基組分結合了聚氨酯與環氧樹脂的優點,具有較好的粘接強度和耐化學性能,製造聚氨酯膠黏劑使用的環氧樹脂一般採用EP-12、EP-13、EP-16和EP-20等品種。
改性方法
1. 選擇固化劑;
2. 添加反應性稀釋劑;
3. 添加填充劑;
4. 添加特種熱固性或熱塑性樹脂;
5. 改良環氧樹脂本身。
『叄』 環氧樹脂的兩種合成方法是什麼
環氧樹抄脂的合成對於專業的化工人員,一定要有所了解,下面我們就來詳細的介紹一下環氧樹脂的兩種合成方法:
環氧樹脂的合成主要有兩類方法:
(1)多元酚、多元醇、多元酸或多元胺等含活潑氫原子的化合物與環氧氯丙烷等含環氧基的化合物經縮聚而得。
(2)鏈狀或環狀雙烯類化合物的雙鍵與過氧酸經環氧化而成。
『肆』 環氧樹脂的合成原理和固化原理
環氧樹脂有多種類別,以雙酚A型為例:
雙酚A型環氧樹脂的固化原理
在環氧樹脂的結構中有羥基(〉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),已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。
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。
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。
(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。
『伍』 環氧樹脂的優缺點是什麼
環氧樹脂可用於塗料、膠粘、電子電器
環氧樹脂是指分子中含有兩個以上環氧基團的回一類聚合物的答總稱。它是環氧氯丙烷與雙酚A或多元醇的縮聚產物。
由於環氧基的化學活性,可用多種含有活潑氫的化合物使其開環,固化交聯生成網狀結構,因此它是一種熱固性樹脂。
(5)多元酚羥基固化環氧樹脂擴展閱讀:
環氧樹脂的分類:
1、按其主要組成 分為純環氧樹脂膠黏劑和改性環氧樹脂膠黏劑;
2、按其專業用途 分為機械用環氧樹脂膠黏劑、建築用環氧樹脂膠黏劑、電子環氧樹脂膠黏劑、修補用環氧樹脂膠黏劑以及交通用膠、船舶用膠等;
3、按其施工條件 分為常溫固化型膠、低溫固化型膠和其他固化型膠;
4、按其包裝形態 可分為單組分型膠、雙組分膠和多組分型膠等;
還有其他的分法,如無溶劑型膠、有溶劑型膠及水基型膠等。但以組分分類應用較多。
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環氧樹脂的性能及應用特點
環氧樹脂、酚醛樹脂及不飽和聚酯樹脂被稱為三大通用型熱固性樹脂。它們是熱固性樹脂中用量最大、應用最廣的品種。環氧樹脂中含有獨特的環氧基,以及輕基、醚鍵等活性基團和極性基團,因而具有許多優異的性能。與其他熱固性樹脂相比較,環氧樹脂的種類和牌號最多,性能各異。環氧樹脂固化劑的種類更多,再加上眾多的促進劑、改性劑、添加劑等,可以進行多種多樣的組合和組配。從而能獲得各種各樣性能優異的、各具特色的環氧固化體系和固化物。幾乎能適應和滿足各種不同使用性能和工藝性能的要求。這是其他熱固性樹脂所無法相比的。
1、環氧樹脂及其固化物的性能特點 (1)力學性能高。環氧樹脂具有很強的內聚力,分子結構緻密,所以它的力學性能高於酚醛樹脂和不飽和聚酯等通用型熱固性樹脂。 (2)粘接性能優異。環氧樹脂固化體系中活性極大的環氧基、羥基以及醚鍵、胺鍵、酯鍵等極性集團賦予環氧固化物以極高的粘接強度。再加上它有很高的內聚強度等力學性能,因此它的粘接性能特別強,可用作結構膠。 (3)固化收縮率小。一般為1%~2%。是熱固性樹脂中固化收縮率最小的品種之一(酚醛樹脂為8%~10%;不飽和聚酯樹脂為4%~6%;有機硅樹脂為4%~8%)。線脹系數也很小,一般為6×10-5/℃。所以其產品尺寸穩定,內應力小,不易開裂。 (4)工藝性好。環氧樹脂固化時基本上不產生低分子揮發物,所以可低壓成型或接觸壓成型。配方設計的靈活性很大,可設計出適合各種工藝性要求的配方。 (5)電性能好。是熱固性樹脂中介電性能最好的品種之一。 (6)穩定性好。不合鹼、鹽等雜質的環氧樹脂不易變質。只要貯存得當(密封、不受潮、不遇高溫),其貯存期為1年。超期後若檢驗合格仍可使用。環氧固化物具有優良的化學穩定性。其耐鹼、酸、鹽等多種介質腐蝕的性能優於不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂等熱固性樹脂。 (7)環氧固化物的耐熱性一般為80~100℃。環氧樹脂的耐熱品種可達200℃或更高。 (8)在熱卧性樹脂中,環氧樹脂及其固化物的綜合性能最好。
2、環氧樹脂的應用特點 (1)具有極大的配方設計靈活性和多樣性。能按不同的使用性能和工藝性能要求,設計出針對性很強的最佳配方。這是環氧樹脂應用中的一大特點和優點。但是每個最佳配方都有一定的適用范圍(條件),不是在任何工藝條件和任意使用條件下都宜採用。也就是說沒有「萬能」的最佳配方。必須根據不同的條件,設計出不同的最佳配方。由於不同配方的環氧樹脂固化體系的固化原理不完全相同,所以環氧樹脂的固化歷程,即固化工藝條件對環氧固化物的結構和性能影響極大。相同的配方在不同的固化工藝條件下所得產品的性能會有非常的大的差別。所以正確地作出最佳材料配方設計和工藝設計是環氧樹脂應用技術的關鍵,也是技術機密所在。要能生產和開發出自己所需性能的環氧材料,就必須設計出相應的專用配方及其成型工藝條件。因此,就必須深入了解和掌握環氧樹脂及其固化劑、改性劑等的結構與性能、它們之間的反應機理以及對環氧固化物結構及性能的影響。這樣才能在材料配方設計和工藝設計中得心應手,運用自如,取得最佳方案,生產和開發出性能最佳、成本最低的環氧材料和製品。 (2)不同的環氧樹脂固化體系分別能在低溫、室溫、中溫或高溫固化,能在潮濕表面甚至在水中固化,能快速固化、也能緩慢固化,所以它對施工和製造工藝要求的適應性很強。環氧樹脂可低壓成型或接觸壓成型,因此可降低對成型設備和模具的要求,減少投資,降低成本。 (3)在三大通用型熱固性樹脂中,環氧樹脂的價格偏高,從而在應用上受到一定的影響。但是,由於它的性能優異,所以主要用於對使用性能要求高的場合,尤其是對綜合性能要求高的領域。
『柒』 環氧樹脂可以用3390固化嗎
拜耳N3390固化劑復是脂肪族聚異氰酸酯(制六亞甲基二異氰酸酯三聚體),這是做聚氨酯材料用的固化劑。固化機理是用多元醇上的羥基-OH與固化劑上-NCO基團反應。
環氧樹脂一般不用異氰酸酯固化。
雙酚A型的環氧樹脂,理論上可以與異氰酸酯反應,因為這種樹脂側擊上也有羥基。
鄰甲酚醛環氧則不可以與之反應,因為沒有羥基。
『捌』 環氧樹脂的固化原理
原理:環氧樹脂固化劑是與環氧樹脂發生化學反應,形成網狀立體聚合物,把復合材料骨材包絡在網狀體之中。 使線型樹脂變成堅韌的體型固體的添加劑。
一般認為它通過四種途徑的反應而成為熱固性產物。
(1)環氧基之間開環連接;
(2)環氧基與帶有活性氫官能團的硬化劑反應而交聯;
(3)環氧基與硬化劑中芳香的或脂肪的羥基的反應而交聯;
(4)環氧基或羥基與硬化劑所帶基團發生反應而交聯。
(8)多元酚羥基固化環氧樹脂擴展閱讀:
對環氧樹脂膠黏劑的分類在行業中還有以下幾種分法:
1、按其主要組成 分為純環氧樹脂膠黏劑和改性環氧樹脂膠黏劑;
2、按其專業用途 分為機械用環氧樹脂膠黏劑、建築用環氧樹脂膠黏劑、電子環氧樹脂膠黏劑、修補用環氧樹脂膠黏劑以及交通用膠、船舶用膠等;
3、按其施工條件 分為常溫固化型膠、低溫固化型膠和其他固化型膠;
4、按其包裝形態 可分為單組分型膠、雙組分膠和多組分型膠等;
還有其他的分法,如無溶劑型膠、有溶劑型膠及水基型膠等。但以組分分類應用較多。
其它類型
(1)縮水甘油酯類環氧樹脂 縮水甘油酯類環氧樹脂和二酚基丙烷環氧化樹脂比較,它具有粘度低,使用工藝性好;反應活性高;粘合力比通用環氧樹脂高,固化物力學性能好;電絕緣性好;耐氣候性好,並且具有良好的耐超低溫性。
在超低溫條件下,仍具有比其它類型環氧樹脂高的粘結強度。有較好的表面光澤度,透光性、耐氣候性好。
(2)縮水甘油胺類環氧樹脂 國內外已利用縮水甘油胺環氧樹脂優越的粘接性和耐熱性,來製造碳纖維增強的復合材料(CFRP)用於飛機二次結構材料。
(3)脂環族環氧樹脂 這類環氧樹脂是由脂環族烯烴的雙鍵經環氧化而製得的,前者環氧基都直接連接在脂環上,而後者的環氧基都是以環氧丙基醚連接在苯核或脂肪烴上。脂環族環氧樹脂的固化物具有以下特點:
①較高的壓縮與拉伸強度;
②長期暴置在高溫條件下仍能保持良好的力學性能;
③耐電弧性、耐紫外光老化性能及耐氣候性較好。
(4)脂肪族環氧樹脂
『玖』 什麼是環氧樹脂,環氧樹脂密度是多少
環氧樹脂是指分子中含有兩個以上環氧基團的一類聚合物的總稱專。它是環氧氯丙烷與雙屬酚A或多元醇的縮聚產物。由於環氧基的化學活性,可用多種含有活潑氫的化合物使其開環,固化交聯生成網狀結構,因此它是一種熱固性樹脂。
一般按照強度、耐熱等級以及特性分類,環氧樹脂的主要品種有16種,包括通用膠、結構膠、耐高溫膠、耐低溫膠、水中及潮濕面用膠、導電膠、光學膠、點焊膠、環氧樹脂膠膜、發泡膠、應變膠、軟質材料粘接膠、密封膠、特種膠、潛伏性固化膠、土木建築膠16種。
環氧樹脂的密度一般是1.6-2.3g/cm。
物質特性:
環氧樹脂具有仲羥基和環氧基,仲羥基可以與異氰酸酯反應。環氧樹脂作為多元醇直接加入聚氨酯膠黏劑含羥基的組分中,使用此方法只有羥基參加反應,環氧基未能反應。
改性方法:
1、選擇固化劑;
2、添加反應性稀釋劑;
3、添加填充劑;
4、添加特種熱固性或熱塑性樹脂;
5、改良環氧樹脂本身。
『拾』 有哪位高手知道環氧樹脂
http://www.epoxy-c.com/4thesis/whatisepoxy.htm