双酚A型环氧树脂的工业合成

❶ 双酚A怎么合成

双酚A型环氧树脂的合成
、合成原理
双酚A型环氧树脂是由二酚基丙烷(双酚A)和环氧氯丙烷在碱性催化剂(通常用NaOH)作用下缩聚而成。其反应历程的说法不一，尚无定论，本书不作探讨。但是，大体上说来，在合成过程中主要的反应可能如下：
（1）在碱催化下，双酚A的羟基与环氧氯丙烷的环氧基反应，生成端基为氯化羟基的化合物-开环反应。
（2）氯化羟基与NaOH反应，脱HCl再形成环氧基-闭环反应。
（3）新生成的环氧基与双酚A的羟基反应生成端羟基化合物-开环反应。
（4）端羟基化合物与环氧氯丙烷反应生成端氯化羟基化合物-开环反应。
（5）生成的氯化羟基与NaOH反应，脱HCl再生成环氧基-闭环反应。
在环氧氯丙烷过量情况下，继续不断地进行上述开环-开环-闭环反应，最终即可得到二端基为环氧基的双酚A型环氧树脂。
上述反应是缩聚过程中的主要反应。此外还可能有一些不希望有的副反应，如环氧基的水解反映、文化反应、酚羟基与环氧基的反常加成反应等。若能严格控制合适的反应条件(如投料配比，NaOH用量、浓度及投料方式，反应温度，加料顺序、含水量等)，即可将副反应控制到最低限度。从而能获得预定相对分子质量的、端基为环氧基的线型环氧树脂。
调节双酚A和环氧氯丙烷的用量比，可以制得平均相对分子质量不同的环氧树脂。按照平均相对分子质量的大小可将双酚A型环氧树脂分为：
液态双酚A型环氧树脂(低相对分子质量环氧树脂、软树脂)。平均相对分子质量较低，平均聚合度n＝0～1.8。当n＝0～l时，室温下为液体，如EP0144l-310(E-51)，EP0l451-310(E-44)，EP01551-310(E-42)等。当n＝1～1.8时为半固体，软化点＜55℃，如E-3l。
固态双酚A型环氧树脂。平均相对分子质量较高。n＝1.8～19。当n＝1.8～5时为中等相对分子质量环氧树脂。软化点为55～95℃。如EP0l661-310(E-20)，EP01617-310(E-12)等。当n＞5时为高相对分子质量环氧树脂。软化点＞100℃。如EP0l68l-410(E-06)，EP0l69l-410(E-03)等。
通常环氧树脂的n＝0～19，其相对分子质量＜6000，为低聚物。若n＞100，就具有高聚物的性能。这样的树脂专门命名为苯氧基树脂(phenoxyesin)，以区别于一般的环氧树脂。苯氧基树脂的相对分子质量较大，通常为3～4万，环氧基含量非常少。实际上它是一种热塑性高聚物，其最终的使用性能没有必要通过环氧基的固化来提供。然而它含有大量仲羟基，可用作化学改性点和交联点。例如可与异氰酸酯或三聚氰胺—甲醛树脂进行反应。

2、合成方法
(1)液态双酚A型环氧树脂的合成方法归纳起来大致有两种：一步法和二步法。一步法又可分为一次加碱法和二次加碱法。二步法又可分为间歇法和连续法。
一步法工艺是把双酚A和环氧氯丙烷在NaOH作用下进行缩聚，即开环和闭环反应在同一反应条件下进行的。目前国内产量最大的E-44环氧树脂就是采用一步法工艺合成的。
二步法工艺是双酚A和环氧氯丙烷在催化剂(如季铵盐)作用下，第一步通过加成反应生成二酚基丙烷氯醇醚中间体，第二步在NaOH存在下进行闭环反应，生成环氧树脂。二步法的优点是：反应时间短；操作稳定，温度波动小，易于控制；加碱时间短，可避免环氧氯丙烷大量水解；产品质量好而且稳定，产率高。国产E-51、E-54环氧树脂就是采用二步法工艺合成的。
(2)固态双酚A型环氧树脂的合成方法大体上也可分为两种：一步法和二步法。一步法又可分为水洗法、溶剂萃取法和溶剂法。二步法又可分为本体聚合法和催化聚合法。
一步法(国外称Taffy法)工艺是将双酚A与环氧氯丙烷在NaOH作用下进行缩聚反应，用于制造中等相对分子质量的固态环氧树脂。国内生产的E-20、E-14、E-12等环氧树脂基本上均采用此法。其中水洗法是先将双酚A溶于10％的NaOH水溶液中，在一定温度下一次性迅速加入环氧氯丙烷使之反应，控温。反应完毕后静置，除去上层碱水后用沸水洗涤十几次，除去树脂中的残碱及副产物盐类。然后脱水得到成品。溶剂萃取法与水洗法基本相同，只是在后处理工序中在除去上层碱水后，加入有机溶剂萃取树脂。能明显改善洗涤效果(洗3～4次即可)。然后再经水洗、过滤、脱溶剂即得到成品。此法产品杂质少，树脂透明度好，国内生产厂多采用之。溶剂法是先将双酚A、环氧氯丙烷和有机溶剂投入反应釜中搅拌、加热溶解。然后在50～75℃滴加NaOH水溶液，使其反应(也可先加入催化剂进行开环醚化，然后再加入NaOH溶液进行脱HCl闭环反应)。到达反应终点后再加入大量有机溶剂进行萃取，再经水洗、过滤、脱溶剂即得成品。此法反应温度易控制，成品树脂透明度好，杂质少，收率高。关键是溶剂的选择。
二步法(国外称advancment法)工艺是将低相对分子质量液态E型环氧树脂和双酚A加热溶解后，在高温或催化剂作用下进行加成反应，不断扩链，最后形成高相对分子质量的固态环氧树脂，如E-10、E-06、E-03等都采用此方法合成。二步法工艺国内有两种方法。其中本体聚合法是将液态双酚A型环氧树脂和双酚A在反应釜中先加热溶解后，再在200℃高温反应2h即可得到产品。此法是在高温进行反应，所以副反应多，生成物中有支链结构。不仅环氧值偏低，而且溶解性很差，甚至反应中会凝锅。催化聚合法是将液态双酚A型环氧树脂和双酚A在反应釜中加热至80～120℃使其溶解，然后加入催化剂使之发生反应，让其放热自然升温。放热完毕冷至150～170℃反应1．5h，经过滤即得成品。
一步法合成时，反应是在水中呈乳状液进行的。在制备高相对分子质量树脂时，后处理较困难。制得的树脂相对分子质量分布较宽，有机氯含量高。不易得到环氧值高、软化点亦高的产品，以适应粉末涂料的要求。而二步法合成时，反应呈均相进行，链增长反应较平稳，因而制得的树脂相对分子质量分布较窄，有机氯含量较低，环氧值和软化点可通过配比和反应温度来控制和调节。具有工艺简单、操作方便、设备少、工时短、无三废、一次反应即可、产品质量易控制和调节等优点，因此日益受到重视。

3、结构与性能特点
在环氧树脂的各个应用领域中，其最终的使用性能是由环氧树脂固化物提供的。环氧树脂固化物的士性能取决于固化物的分子结构。而固化物的分子结构及其形成则取决与环氧树脂的结构及性能、固化剂的结构及性能、添加剂的结构及性能，以及环氧树脂的固化历程。这里，先就双酚A型环氧树脂的结构对环氧树脂及其固化物性能的影响作一些介绍。
(1)双酚A型环氧树脂的大分子结构具有以下特征：
1)大分子的两端是反应能力很强的环氧基。
2)分子主链上有许多醚键，是一种线型聚醚结构。
3)n值较大的树脂分子链上有规律地、相距较远地出现许多仲羟基，可以看成是一种长链多元醇。
4)主链上还有大量苯环、次甲基和异丙基。
(2)双酚A型环氧树脂的各结构单元赋予树脂以下功能：环氧基和羟基赋予树脂反应性，使树脂固化物具有很强的内聚力和粘接力。醚健和羟基是极性基团，有助于提高浸润性和粘附力。醚健和C-C键使大分子具有柔顺性。苯环赋予聚合物以耐热性和刚性。异丙基也赋与大分子一定的刚性。-C-O-键的键能高，从而提高了耐碱性。所以，双酚A型环氧树脂的分子结构决定了它的性能具有以下特点：
1)是热塑性树脂，但具有热固性，能与多种固化剂、催化剂及添加剂形成多种性能优异的固化物，几乎能满足各种使用要求。
2)树脂的工艺性好。固化时基本上不产生小分子挥发物，可低压成型。能溶于多种溶剂。
3)固化物有很高的强度和粘接强度。
4)固化物有较高的耐腐蚀性和电性能。
5)固化物有一定的韧性和耐热性。
6)主要缺点是：耐热性和韧性不高，耐湿热性和耐候性差。

❷ 双酚a型环氧树脂制备中氢氧化钠分步加的原因

双酚A环氧树脂制抄备过程：第袭一步是双酚A与环氧氯丙烷反应，双酚A的两个酚羟基与环氧氯丙烷的环氧基反应；第二步是脱氯，也就是双酚A与环氧氯丙烷的反应产物两端的氯要脱去，氢氧化钠的作用就是脱去氯原子（-Cl与NaOH反应成NaCl)，闭环形成环氧基。

❸ 双酚A环氧氯丙烷合成环氧树脂理论环氧树脂最大值如何计算

合成环氧树脂；溴化环氧树脂的合成二步法，第一步以双酚A和环氧氯丙烷作原材，在催化剂作用回下合成低分子量环答氧树脂；第二步以一定比例的低分子量环氧树脂和四溴双酚A作原材，加入催化剂经加热反应、扩链制成溴化环氧树脂。这种传统的“单峰”型环氧树脂相对分子质量较单一，使用上有一定困难。目前趋向于使用“双峰”型的环氧树脂，即将相对分子质量高的和低的两种环氧树脂进行混合，其做法是在制成的高相对分子质量树脂中，趁热加入溶剂(丙酮或丁酮)，溶解均匀后添加一定比例的低相对分子质量环氧树脂，配成所谓“双峰”型的环氧树脂。环氧树脂的生产 1、主要单体和原料制造环氧树脂的单体和原料来自4个方面。（1） 能导入环氧基的化合物，主要是环氧氯丙烷、甲基环氧氯丙烷、环氧丙醇。（2） 能形成环氧基的化合物，主要是过氧化物、过氧化醋酸、过氧化氢。（3） 含有两个或两个以上活泼氢的化合物或预聚物，包括多元醇、多元酚、多元羧酸、多元胺等。（4） 含有两个或两个以上不饱和双键的化合物或预聚物，主要是丁二烯、丙烯醛，戊二烯、异戊二烯的预聚物和油脂。其中双酚A和环氧氯丙烷是环氧树脂最主要的单体。

❹ 双酚A型环氧树脂合成中，双酚A和环氧氯丙烷的消耗比例是多少

双酚A型环氧树脂BPA和ECH的生产摩尔比是1：2，也就是一个双酚A需要两个ECH和它进行反应专，双酚A的分子量属是228ECH的分子量是92.5，那么算下来质量比就是BPA：ECH=228×1：92.5×2=228：185=1：0.81。所以双酚A的消耗要比ECH的高，不是1：1。

❺ 双酚A型环氧树脂的聚合机理属于哪一类

合成双酚A型环氧树脂的聚合机理属于缩聚反应，固化双酚A型环氧树脂的聚合机理属于加聚反应。

❻ 双酚A型环氧树脂的固化原理

在环氧树脂的结来构中有羟基源（〉CH—OH）、醚基（—O—）和极为活泼的环氧基存在，羟基和醚基有高度的极性，使环氧分子与相邻界面产生了较强的分子间作用力，而环氧基团则与介质表面（特别是金属表面）的游离键起反应，形成化学键。因而，环氧树脂具有很高的黏合力，用途很广，商业上被称作“万能胶“。此外，环氧树脂还可做涂料、浇铸、浸渍及模具等用途。但是，环氧树脂在未固化前是呈热塑性的线型结构，使用时必须加入固化剂，固化剂与环氧树脂的环氧基等反应，变成网状结构的大分子 ，成为不溶且不熔的热固性成品。环氧树脂在固化前相对分子质量都不高，只有通过固化才能形成体形高分子。环氧树脂的固化要借助固化剂，固化剂的种类很多，主要有多元胺和多元酸，他们的分子中都含有活波氢原子，其中用得最多的是液态多元胺类，如二亚乙基三胺和三乙胺等。环氧树脂在室温下固化时，还常常需要加些促进剂（如多元硫醇），以达到快速固化的效果。 固化剂的选择与环氧树脂的固化温度有关，在通常温度下固化一般用多元胺和多元硫胺等，而在较高温度下固化一般选用酸酐和多元酸为固化剂。不同的固化剂，其交联反应也不同。

❼ 双酚A生产环氧树脂过程的化学方程式

这样可以么？

❽ 双酚A型环氧树脂的合成原理

双酚A型环氧树脂是由双酚A和环氧氯丙烷在碱性催化剂(通常用NaOH)作用下缩聚而成。专
合成方法
(1)液态双酚属A型环氧树脂的合成方法归纳起来大致有两种：一步法和二步法。一步法又可分为一次加碱法和二次加碱法。二步法又可分为间歇法和连续法。
(2)固态双酚A型环氧树脂的合成方法大体上也可分为两种：一步法和二步法。一步法又可分为水洗法、溶剂萃取法和溶剂法。二步法又可分为本体聚合法和催化聚合法。

❾ 环氧树脂的几种合成方法介绍

】一.有机过氧酸及其衍生物的环氧化法 1909年，Nilolaus Prilezhaev发现过氧乙酸能环氧化各种双键，不管是链端双键还是链中双键，而且能环氧化脂肪环上的双键。 此后的研究表明，有机过氧酸是一种非常有效的环氧化剂，它和烯烃的环氯化过程是静电加成。烯烃结构、过氧酸结构、反应介质和温度影响环氧化反应的速率，催化剂对反应没有影响。其中带吸电基团的烯烃，如羟基会降低反应速率；反之，带供电基团的，如烃基会加速反应。 过氧乙酸因结构简单、易制备、价格便宜而得到广泛使用。根据脂环族环氧树脂制备反应过程中是否分离末反应完全的有机过氧酸，制各方法又可以分为原地环氧化法和分离环氧化法二种。 1.原地环氧化法 原地环氧化法是指合成有机过氧酸和烯烃的环氧化反应在同一体系中进行，这样生成的有机过氧酸立即和烯烃反应，没有过氧酸富集的过程。例如，乙酸先和含烯链的化合物混合，再向体系中加入双氧水，乙酸和双氧水反应生成过氧乙酸立即和含烯键的底物环氧化，从而得到产物。此方法的特点是工艺简单，设备投资少，而且不存在过氧化物富集产生的安全隐患。 2.分离环氧化法 分离环氧化法和原地环氧化法不同，它是指合成有机过氧酸和环氧化过程分离。这种方法的特点是两个过程分离，有利于对两个过程分别检测控制，因而适合工业化大生产。美国UCC公司和上海石油化工总厂都用此方法生产环氧树脂。 二.卤醇及其衍生物的环氧化法 最常见的卤醇是次氯酸H0-C1+，它的环氧化的机理见反应式2。反应机理可以推广到溴和碘．先是亲电的卤正离于进攻烯键，形成卤翁离子，然后亲核基团从背后进攻卤翁正离子，这个亲核基团可能是0H-、H20，然后在碱的作用下，氧负子背后进攻和卤相连的碳原子，卤负离子离去形成环氧基。反应中亲核基团还可能是卤负离子，这样就会形成副产双卤分子。从以上机理可以看出，反应有两个背后进攻的立体化学过程，这样产物就可以保持原料的立体构型，这是一些有机合成者对该环氧化法感兴趣的原因。目前，国内主要用次氯酸法生产环氧丙烷。 80年代出现金属卟啉化合物催化用次氯酸钠做环氧化剂的环氧化反应，它的特点是反应过程从原来的两步缩减到一步，而且金属卟琳化合物催化活性很高，反应体系简单，常温即可。 三.双氧水法 这种合成方法是以双氧水做氧化剂，主要用来环氧化一些带羟基的脂环族烯烃．反应的关键是需要高活性催化剂。五六十年代，三氧化钨作为此反应的催化剂曾经占有一定地位。目前．出现了众多新型的催化剂，它们通常带有金属离子．如Ti4+、V4+、Cr3+。其中效果较好的是Ti／Si02促化剂、它可以在低温下催化氧化分子量较小的分子。 四.无机氧化剂法 常见的氧化剂有氧气、臭氧、铬酸和高锰酸钾等，其中氧气作为最廉价的氧化剂一直是氧化还原反应中倍受青睐的原料。但到目前为止它不能作为普通的直接的环氧化剂，仅出现在一些特殊的环氧化反应中，如含有共轭双健的α-蒎烯和氧气发生[2+ 4]环化反应，再经过重排得双环氧化合物 (方程式3)。重排过程是这个反应的关镀，既可以是再加热状态下自发的热力学重排，也可以是光诱导重排，还可以用钴催化重排。还有，银催化氧气环氧化方法只用于合成环氧乙烷，它对长链烯烃无效(环氧丙烷也不是用这种方法生产)，也不能环氧化脂环族烯烃。铬酸和高锰酸钾是传统的氧化剂，如果控制好反应条件，也可以用于环氧化反应。五.仿生法 卟啉铁作为血细胞中的活性物质，对氧气有非常高的活性。因此，人们受到启发，使用金屑叶琳催化环氧化反应。1979年， Groves最先用金属卟啉模仿生物体系催化环氧化烯烃。