环氧树脂结构与性能

O CH2---CH----CH2----O CH2 O CH2---CH----CH2----O
O O---CH2----CH-----CH2
O O---CH2----CH-----CH2
特点是活性较高，固化物的耐热性，耐腐蚀性及电性能优 良。
2.3.4 其他多酚型缩水甘油醚环氧树脂 2.3.4.1 1，1，2，2-四（对羟基苯基）乙烷四缩水甘 油醚环氧树脂
+
CH3 C CH3
O---CH2---CH---CH2 O OH Br Br
n
（2）液态双酚A型环氧树脂与四溴双酚A的反应物
CH3 n+1 CH2----CH----CH2 O O CH3 O C CH3 CH3 O C CH3 O-CH2-CH--CH2 O O---CH2---CH---CH2 O OH Br C CH3 O Br CH3 C CH3 Br O-CH2-CH--CH2+ n HO Br Br O---CH2---CH---CH2 OH Br
2.2.3双酚S型环氧树脂
采用了强极性的砜基取代了双酚A型环氧树脂的异丙基， 提高了树脂的耐热性 和热稳定性，砜基还提高了粘结力， 增加了环氧基团的开环活性。双酚S型环氧树脂的特点是 高温下强度高，热稳定性，化学稳定性及尺寸稳定性好， 与酚醛树脂的反应性很高，润湿性和粘结力较好
2.2.4 间苯二酚型环氧树脂
2.2.8 有机钛改性双酚A型环氧树脂
吸水性、防潮性、介电性等都有很大的提高。健能大， 耐热性好，介电损耗角正切大幅度减小。但价格贵。
2.2.9 尼龙改性环氧树脂
其特点是强度高，韧性大。可用作增韧剂
2.2.10 氟化环氧树脂
特点是疏水性、耐湿性、热稳定性、耐老化性、阻燃性、韧 性、介电性好，摩擦系数小，表面张力小，浸润性好，粘结 强度高，与双酚A型环氧树脂的相容性好，可与之共混改性， 但价格太贵！！
O O CH2----CH----CH2 N C O N C N C O CH2----CH----CH2 O
O CH2----CH----CH2
三聚氰酸三缩水甘油醚（1）
异三聚氰酸三缩水甘油胺（2）

（1）和（2）除熔点和溶解性外，其它理化性能基本相同， （1）的熔点是152-153℃，不溶于甲醇，（2）的熔点是 97-98℃，溶于甲醇。TGIC的反应活性比双酚A型环氧树脂 要高，溶解性差，常用酸酐做固化剂，加热固化。分子中 有三个环氧基，固化物交联密度大，结构紧密，三个缩水 甘油基都直接连在三嗪环上，因此具有优异的耐高温性、 化学稳定性，力学性能和电性能好。固化物硬而脆，耐机 械冲击和热冲击性能差些。



羟基含量： 羟基对环氧树脂的固化影响也很大，它能促进伯胺与环氧 树脂的反应，能促进酸酐开环与环氧基反应，一般羟基含 量高些，凝胶时间短些！另外仲羟基在与金属的粘结中起 到重要的作用。另外关于环氧树脂的黏度，一般随平均相 对分子量增大而增加，分子量分布大些，黏度大些。另外 环氧树脂的黏度对温度敏感。对于环氧树脂中的异质端基， 例如可水解氯，尽管含量少，但对环氧树脂的性能影响较 大，这些会使固化物的电性能下降等，缩短凝胶时间，促 进固化反应。25度时，黏度大概为13Pa.S左右 一般来说，中间的碳上连接的两个烷烃，而且烷烃链段越 长，黏度越大。
OG CH2
n
OG
O---CH2----CH----CH2
O CH2---CH----CH2----O CH---CH O O---CH2----CH-----CH2
O CH2---CH----CH2----O
O O---CH2----CH-----CH2
2.3.4.2 三酚基甲烷三缩水甘油醚环氧树脂 O
O CH2---CH----CH2----O CH O O---CH2----CH-----CH2 O---CH2----CH-----CH2


大家注意一下，当n=0时，就是双酚F型环氧树脂，因此 反应性与双酚F型环氧树脂有相似之处。 另外合成酚醛环氧树脂时，由于位阻效应，线性酚醛树脂 分子上的酚羟基没有完全环氧化，剩下的酚羟基会促使环 氧基开环自聚，因此注意储存，特别是液态的。我们自己 实验室也要注意。当然，酚羟基也使环氧基团更易开环。
2、環氧樹脂種類
CH3 O CH2 CH CH2 OH n 剛性、耐熱性 CH3 O C CH3 強韌性 耐化性 O CH2 CH CH2 O 粘接性、反應性
H2C
CH3
2.1.1 双酚A型环氧树脂的结构特征与功能



结构特征为： 大分子两端是反应能力很强的环氧基。 分子主链上有很多醚键，是一种线性聚醚结构。 n值较大的树脂分子链上有规律的、相距较远的出现 许多仲羟基。 主链上还有大量的苯环、次甲基和异丙基。
2.4 杂环型和混合型环氧树脂
2.4.1 杂环型缩水甘油环氧树脂
2.4.1.1 三聚氰酸环氧树脂（TGIC，由于三聚氰酸的酮-烯醇互变异构， 有两种，注意：能否互變與O所連基團有關。）
O O---CH2----CH----CH2 C N O CH2----CH----CH2----O C N C N O O---CH2----CH----CH2
2.3.3 BPA型环氧树脂与间苯二酚甲醛环氧树脂
O CH2 CH CH2 O
CH2
O
CH2 CH CH2 O O
CH2 CH CH2 O
CH3--C--CH3
CH3--C--CH3
CH3--C--CH3
O CH2 CH CH2 O
O CH2 CH CH2 O
CH2
O CH2 CH O
n
CH2
间苯二酚甲醛环氧树脂
2.4.2 混合型环氧树脂（略） 2.5 阻燃性环氧树脂
2.5.1有卤阻燃性环氧树脂 其合成方法及分子结构式如下： （1）四溴双酚A与环氧氯丙烷的反应物
Br HO Br Br O Br CH3 C CH3 Br OH Br Br 牟碈 CH2----CH----CH2Cl O Br CH3 C CH3 Br O---CH2---CH---CH2 Br O

活性大，黏度小， 25度时黏度大概为0.2~0.6a.S ， 可以作为环氧树脂或其他相容性较好的树脂或树脂体 系的活性稀释剂。加工工艺好，耐热性好。

2.2.5 羟甲基双酚A型环氧树脂 开环活性很高，可以室温快速固化。
2.2.6 氢化双酚A型环氧树脂

黏度小，与双酚F型环氧树脂相当，但凝胶时间长， 约为双酚A型环氧树脂的两倍，最大特点是耐候性 好，耐电晕，耐漏电痕迹性好。如果某些配方的 CTI值不行，可以考虑添加一些。 25度时黏度大 概为2.5~3.5Pa.S
2.2.7有机硅改性双酚A型环氧树脂
主要有这些种类：1、聚硅氧烷中的氧烷基与环氧树脂中的羟基 发生脱醇反应 。2、聚硅氧烷中的羟基与环氧树脂中的羟基发 生脱水反应。3、聚硅氧烷中的羟基与环氧树脂中的环氧基发 生醚化反应。4、含氨基的聚氧硅烷与环氧树脂的加成反应。 5、含羧基的聚硅氧烷与环氧树脂的酯化反应。6、含硫基的 聚氧硅烷与环氧树脂的加成反应。
ch可编辑ppt18233bpa型环氧树脂与间苯二酚甲醛环氧树脂可编辑ppt19特点是活性较高固化物的耐热性耐腐蚀性及电性能优间苯二酚甲醛环氧树脂可编辑ppt20234其他多酚型缩水甘油醚环氧树脂23411122四对羟基苯基乙烷四缩水甘油醚环氧树脂2342三酚基甲烷三缩水甘油醚环氧树脂ochchchochch可编辑ppt212343均苯三酚三缩水甘油醚环氧树脂由于苯环的吸电子效应提高了环氧基的反应活性反应速的是双酚a的10倍但在部分交联后由于交联密度高限制了分子链的运动影响了进一步的反应实际反应程度比间苯二酚型及双酚a型环氧树脂低
n
CH3 C CH3
Br OH Br
（3）四溴双酚A，双酚A一起与环氧氯丙烷反应（反应及结构 式略） （4）溴化酚醛树脂与环氧氯丙烷的反应物
OH CH2 Br Br
n
OH H
OG
OG CH2 H
n
+ n+1 CH2----CH----CH2Cl
O牟碈 Br Br Nhomakorabea2.5.2 无卤环氧树脂 （1）含磷环氧树脂：含磷环氧树脂的结构有很多种，目前主要是将DOPO 添加到树脂体系中反应以将其引入树脂中。例如： O DOPO
2.2 其他双酚型缩水甘油醚环氧树脂
2.2.1 双酚F型环氧树脂

特点是黏度小，25度时，黏度大概为2.5Pa.S ，不到双 酚A的三分之一，浸润性好，其固化性能与双酚A比较有 很多接近之处，但阻燃性更好，Tg更高些，韧性相对差 些。耐热性稍微低一点。
2.2.2 双酚AD型环氧树脂

就是把双酚A骨架正中的两个甲基中的一个换成氢。 （只要把两个甲基至少换掉一个就能使环氧树脂的黏 度降低。）浸润性好。 25度时，黏度大概为3.0Pa.S
特点是具有优异的力学性能、电性能、耐热性、耐水性和粘结性。国 外发展的很快，国内比较慢。



有机硅的C-Si键就如金剛石的C-C键一般强，C、 Si是同主族，故基本无极性，C-Si是很强的共価 键，但无极性所以对于气体的隔绝性差，可是表 面张力小可形成低介电物 缺点是Si-O-C键很容易被水解，要克服此缺点必 须在材料(分子)设计上下功夫。 另外Si-O-C的韌性較好。原因在於其鍵較易旋轉。
2.3.2邻甲酚甲醛环氧树脂（线型邻甲酚甲醛环氧树脂 ECN）
O O---CH2----CH-----CH2 CH3 CH2 CH3 CH2
n
O O---CH2----CH-----CH2 CH3
O O---CH2----CH-----CH2
性能大体上与EPN相似，但由于酚醛的邻位被甲基取代，空间位阻效 应使其环氧基的活性比EPN低。但它的聚合度相对更高，软化点也 高些，相对来说，耐水性提高，耐热性降低。一般n=3~7。平均相 对分子量的大小决定了其熔融黏度，反应活性以及固化物的性能， 一般随着相对分子量的增加，软化点升高，熔融黏度增大，反应速 度加快，Tg提高。在溶剂中的溶解性变差。
2.3.4.3 均苯三酚三缩水甘油醚环氧树脂
O O---CH2----CH-----CH2 O CH2---CH----CH2----O O O---CH2----CH-----CH2
由于苯环的吸电子效应，提高了环氧基的反应活性，反应 速的是双酚A的10倍，但在部分交联后，由于交联密度高， 限制了分子链的运动，影响了进一步的反应，实际反应程 度比间苯二酚型及双酚A型环氧树脂低。有关脂肪族缩水甘 油醚环氧树脂，缩水甘油酯型环氧树脂，缩水甘油胺型环 氧树脂，环氧化烯烃化合物等目前我们用的很少，就暂时 不介绍。
2.3 多酚型缩水甘油醚环氧树脂 2.3.1 线性苯酚甲醛环氧树脂（简称酚醛环氧树脂EPN ）
O O---CH2----CH-----CH2 CH2 O O---CH2----CH-----CH2 O O---CH2----CH-----CH2
CH2
n
n一般是1~3，室温下通常黏度高，。一般固化物的性能以官能度为4.0的 酚醛环氧树脂最好（也就是说n=2较好）。部分交联后的酚醛环氧树脂 由于位阻效应，会影响其余环氧基团的开环，因此固化是不完全的，所 以固化温度对酚醛环氧树脂有较大的影响。经过高温（170-200℃）固化 的酚醛环氧树脂就呈现出较高的耐热性。（一般随着n的增加，相对分子 量增大，软化点升高，同时环氧基增多，交联密度增大，耐热性提高 （有个度的问题在里面）。但双酚A型环氧树脂的n越大，相对分子量增 大，软化点升高，但环氧基并不增多，所以交联密度降低，耐热性下 降。）
2.4.1.2 海因（hydantion）环氧树脂
R2 R---C-----C===O CH2---CH---CH2 O N C O

N
CH2----CH----CH2 O

R，R2可以是各种取代基团，取代基团的性质对树脂及其固化物的性能都有比较 大的影响，改变R，R2，可以制得从低黏度液体到高熔点的固体海因树脂，也能 制得溶于水或不溶于水的海因树脂，一般取代基团是甲基。 海因树脂特点： 1.黏度低，工艺性好，在不改变工艺性的前提下可以添加大量填料。 2.热稳定性好，耐热性高，电性能优良。
環 氧 樹 脂 結構與性能
BR：朱扬杰 2011-10-9
1、環氧樹脂定義

環氧基 由兩個碳原子和一個氧原子形成的三元環基
O C C


環氧樹脂 一個分子中含有兩個以上環氧基,並在適當化學 藥劑存在下能形成交聯固化物的化合物總稱.

2.1 双酚A型环氧树脂
CH CH2 O 柔軟性 反應性 O C


各结构单元赋予树脂的功能： 环氧基和羟基赋予树脂反应性，使树脂固化物具有很 强的内聚力和粘结力。 醚键和羟基是极性基团，有助于提高浸润性和粘附力。 醚键和碳碳键使大分子具有柔顺性。苯环赋予聚合物 以耐热性和刚性。-C-O-键的健能较高，提高耐碱性。 耐热性不高，耐湿性和耐候性差，阻燃性不好。