环氧树脂的固化原理
环氧树脂的固化.
O
CH2
O
O
C
O O—
氧阴离子与酸酐反应生成酯化结构
C
O
＋
—
R2HN:BF3
O
O +
＋
H + R2N:BF3
O
—
H + R2N:BF3
O
C
OH
—
O O
C OH
—
C BF3: NR2
O
OH
—
+ ROH
C
＋
C BF3: NR2
C OR
+ R2N:BF3 + H
O
O
生成酯化结构 催化剂直接影响两个竞争反应，即酯化反应与醚化 反应。故有无催化剂，酸酐固化EP的性能有差异，添 加催化剂的性能要好。
课前回顾
1、海因环氧树脂的结构式与主要性能特点？ 2、二氧化双环戊二烯基醚环氧树脂的特点？ 3、TDE-85环氧树脂的结构式与性能特点？ 4、脂肪族环氧树脂的特点及用途？ 5. 有机硅环氧树脂的特点？ 6、环氧树脂的固化剂可分为哪两类，分别按什么反 应历程进行固化?特点是什么？两类固化剂的代表 有哪些？ 7、脂肪族多元胺固化剂的催化剂有哪些？活性顺序 是怎样的？ 8、常用的脂肪族多元胺有哪些？多乙烯多胺的结构 通式？它们的活性与挥发性相对大小顺序？ 9、脂肪族多元胺类环氧固化剂的主要特点有哪些？
催化剂（或促进剂）：质子给予体 促进顺序：酸≥酚≥水＞醇（催化效应近似正 比于酸度）
CH2 CH O HX R + CH2 CH HX O R
如被酸促进（先形成氢键）
R" R" NH R' HX + CH2 CH O R R'
环氧树脂固化原理
环氧树脂固化原理
环氧树脂固化原理是指将环氧树脂与固化剂进行反应，形成一种坚硬、耐热、耐化学腐蚀等性能优良的三维网络结构。
环氧树脂的固化是一个聚合反应过程，其机理可以分为两个主要步骤：环氧基团的开环和固化剂与开环产物的反应。
首先，环氧基团的开环是环氧树脂固化的关键步骤。
环氧树脂分子中含有活性的环氧基团（C-O-C），在固化剂的作用下，
环氧基团会发生开环反应，使树脂分子链中的环氧基团打开，并形成一种缺氧的活性端基。
这个开环反应的过程可以通过热激活或者添加催化剂来促进。
接下来，环氧树脂的开环产物与固化剂发生反应，形成强固的三维网络结构。
常用的固化剂有多种，如胺类、酸类、酸酐类等。
这些固化剂中的官能团与环氧开环产物中的活性端基进行反应，形成共价键，将树脂分子彼此连接起来。
这个反应过程称为缩聚反应，通过缩聚反应，环氧树脂分子之间形成交联结构，使树脂呈现出固态的特性。
总的来说，环氧树脂固化原理可以归纳为环氧基团的开环和开环产物与固化剂的反应两个步骤。
通过这两个步骤的相互作用，环氧树脂能够形成坚固的结构，具有良好的物理、化学性能，被广泛应用于各个领域中。
聚酰胺酰亚胺固化环氧树脂与的固化原理
聚酰胺酰亚胺固化环氧树脂与的固化原理
聚酰胺酰亚胺固化环氧树脂是一种常用的固化体系，其固化原理是通过聚酰胺酰亚胺与环氧树脂中的胺基反应形成交联结构。
在该固化过程中，聚酰胺酰亚胺起到了催化剂的作用，而环氧树脂中的胺基则是固化剂。
固化过程中的第一步是聚酰胺酰亚胺与环氧树脂中的环氧基发生开环反应，生成活性的氢氧基和羧酸基官能团。
这些官能团能够进一步反应，形成酯键和缩酮键等交联结构。
这些交联结构的形成使得树脂体系在固化过程中逐渐变得硬化，最终形成具有强度和耐热性能的固体。
聚酰胺酰亚胺固化环氧树脂的固化过程是一个复杂的化学反应过程。
在固化过程中，温度和固化时间是两个重要的影响因素。
一般来说，随着温度的升高和固化时间的延长，固化反应的速度会加快，反应程度也会增加。
但是，过高的温度和过长的固化时间可能会导致树脂体系的老化和变性，降低固化后的性能。
聚酰胺酰亚胺固化环氧树脂具有许多优点，如优异的机械性能、耐热性能和化学稳定性。
它在航空航天、电子、汽车等领域有着广泛的应用。
然而，固化过程中的控制和合理的选择固化条件对于获得高品质的固化产物至关重要。
聚酰胺酰亚胺固化环氧树脂与的固化原理是通过聚酰胺酰亚胺和环
氧树脂中的胺基之间的反应形成交联结构。
这种固化体系具有许多优点，但固化过程中的温度和固化时间需要合理控制，以确保固化产物具有良好的性能。
环氧树脂固化反应的原理
环氧树脂固化反应得原理环氧树脂固化反应得原理,目前尚不完善,根据所用固化剂得不同,一般认为它通过四种途径得反应而成为热固性产物。
(1)环氧基之间开环连接; (2)环氧基与带有活性氢官能团得固化剂反应而交联; (3)环氧基与固化剂中芳香得或脂肪得羟基得反应而交联; (4)环氧基或羟基与固化剂所带基团发生反应而交联。
不同种类得固化剂,在硬化过程中其作用也不同、有得固化剂在硬化过程中,不参加到本分子中去,仅起催化作用,如无机物。
具有单反应基团得胺、醇、酚等,这种固化剂,叫催化剂、多数固化剂,在硬化过程中参与大分子之间得反应,构成硬化树脂得一部分,如含多反应基团得多元胺、多元醇、多元酸酐等化合物。
1、胺类固化剂胺类固化剂—般使用比较普遍,其硬化速度快,而且黏度也低,使用方便,但产品耐热性不高,介电性能差,并且固化剂本身得毒性较大,易升华、胺类固化剂包括;脂肪族胺类、芳香族胺类与胺得衍生物等。
胺本身可以瞧作就是氮得烷基取代物,氨分子(NＨ3)中三个氢可逐步地被烷基取代,生成三种不同得胺。
即:伯胺(ＲNH2)、仲胺(R2NH))与叔胺(R3N)、由于胺得种类不同,其硬化作用也不同: (1)伯胺与仲胺得作用含有活泼氢原子得伯胺及仲胺与环氧树脂中得环氧基作用、使环氧基开环生成羟基,生成得羟基再与环氧基起醚化反应,最后生成网状或体型聚合物。
(2)叔胺得作用与伯胺、仲胺不同,它只进行催化开环,环氧树脂得环氧基被叔胺开环变成阴离子,这个阴离子又能打开一个新得环氧基环,继续反应下去,最后生成网状或体型结构得大分子。
2、酸酐类固化剂酸酐就是由羧酸(分子结构中含有羧基—ＣOOH)与脱水剂一起加热时,两个羧基除去一个水分子而生成得化合物。
酸酐类固化剂硬化反应速度较缓慢,硬化过程中放热少,使用寿命长,毒性较小,硬化后树脂得性能(如力学强度、耐磨性、耐热性及电性能等)均较好、但由于硬化后含有酯键,容易受碱得侵蚀并且有吸水性,另外除少数在室温下就是液体外。
(整理)环氧树脂的固化机理及其常用固化剂
3.8 环氧树脂通过逐步聚合反应的固化环氧树脂的固化剂，大致分为两类：（1）反应型固化剂可与EP分子进行加成，并通过逐步聚合反应的历程使它交联成体型网状结构。
特征：一般都含有活泼氢原子，在反应过程中伴有氢原子的转移。
如多元伯胺、多元羧酸、多元硫醇和多元酚等。
（2）催化型固化剂可引发树脂中的环氧基按阳离子或阴离子聚合的历程进行固化反应。
如叔胺、咪唑、三氟化硼络合物等。
3.8.1 脂肪族多元胺1、反应机理催化剂（或促进剂）：质子给予体促进顺序：酸≥酚≥水＞醇（催化效应近似正比于酸度）如被酸促进（先形成氢键）形成三分子过渡状态（慢）2、常用固化剂四乙烯五胺多乙烯多胺试比较它们的活性、粘度、挥发性与固化物韧性的相对大小？脂肪胺类固化剂的特点（1）活性高，可室温固化。
（2）反应剧烈放热，适用期短；（3）一般需后固化。
室温固化7d左右，再经2h/80~100℃后固化，性能更好；（4）固化物的热变形温度较低，一般为80~90 ℃；（5）固化物脆性较大；（6）挥发性和毒性较大。
课前回顾1、海因环氧树脂的结构式与主要性能特点？2、二氧化双环戊二烯基醚环氧树脂的特点？3、TDE-85环氧树脂的结构式与性能特点？4、脂肪族环氧树脂的特点及用途？5. 有机硅环氧树脂的特点？6、环氧树脂的固化剂可分为哪两类，分别按什么反应历程进行固化?特点是什么？两类固化剂的代表有哪些？7、脂肪族多元胺固化剂的催化剂有哪些？活性顺序是怎样的？8、常用的脂肪族多元胺有哪些？多乙烯多胺的结构通式？它们的活性与挥发性相对大小顺序？9、脂肪族多元胺类环氧固化剂的主要特点有哪些？3、化学计量胺的用量（phr）= 胺当量×环氧值胺当量= 胺的相对分子量÷胺中活泼氢的个数phr意义：每100份树脂所需固化剂的质量份数。
例题：分别用二乙烯三胺和四乙烯五胺固化E-44环氧树脂，试计算固化剂的用量（phr值）。
若E-44用10%的丙酮或者669（环氧值为0.75）稀释后（质量比为100:10），又如何计算? 胺当量（DETA）=103/5=20.6胺当量（TEPA）=189/7=27（1）未稀释，环氧值=0.44Phr（DETA）=0.44×20.6=9.1Phr（TEPA）=0.44×27=11.9（2）用丙酮稀释，环氧值=0.44×100/110=0.4Phr（DETA）=0.4×20.6=8.2Phr（TEPA）=0.4×27=10.8用669稀释，环氧值=0.44×100/110+0.75×10/110=0.468Phr（DETA）=0.468×20.6=9.6Phr（TEPA）=0.468×27=12.63.8.2 芳香族多元胺’二胺基二苯基甲烷（DDM）二胺基二苯砜（DDS）芳族多元胺固化剂的特点优点：固化物耐热性、耐化学性、机械强度均比脂肪族多元胺好。
环氧树脂固化剂 原理
环氧树脂固化剂原理一、交联反应环氧树脂的固化过程是一种典型的交联反应，通过这种反应，环氧树脂由线型结构转变为网状结构。
固化过程中，环氧树脂中的环氧基与固化剂中的活泼氢发生反应，生成羟基。
这些羟基进一步相互反应，形成三维网状结构。
这种网状结构使得环氧树脂变得坚硬和耐热，从而实现了从液态到固态的转变。
二、固化剂种类环氧树脂的固化剂种类繁多，根据其性质和应用需求有多种分类方式。
根据固化机理，可以分为胺类、酸酐类、聚合物类等。
胺类固化剂如脂肪胺、芳香胺等，反应速度快，但耐热性较差；酸酐类固化剂如邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐等，耐热性好，但反应速度较慢；聚合物类固化剂如聚酰胺、酚醛树脂等，具有良好的综合性能。
三、温度与时间环氧树脂的固化过程受温度影响较大。
在室温下，固化反应速度较慢，需要较长时间才能完全固化。
提高温度可以加快固化反应速度，缩短固化时间。
但温度过高可能导致固化过度，产生裂纹或变形。
因此，选择合适的温度和时间是实现环氧树脂良好固化的关键。
四、催化剂在环氧树脂的固化过程中，催化剂起到了加速反应的作用。
催化剂的种类和用量对固化速度和固化产物的性能都有重要影响。
常见的催化剂有酸、碱、过渡金属化合物等。
选择合适的催化剂可以提高固化速度，改善固化产物的性能。
五、填料与改性为了改善环氧树脂的力学性能、电性能和热性能等，常常需要添加填料进行改性。
填料的选择和用量应根据具体的应用需求而定。
常用的填料有硅微粉、玻璃纤维、碳纤维等。
填料的加入可以降低成本、提高耐磨性、增强刚性等。
同时，填料还可以通过表面改性来改善与环氧树脂的相容性，进一步提高复合材料的性能。
环氧树脂的固化机理及其常用固化剂
2、反应型固化剂
可与EP分子进行加成，通过逐步聚合反应 交联成体型网状结构； 一般含有活泼氢，反应中伴随氢原子转移， 如多元伯胺、多元羧酸、多元硫
醇和多元酚。
3、催化型固化剂
环氧基按阳离子或阴离子聚合机理进行固 化，如叔胺、咪唑、三氟化硼络合物。
23、环氧树脂固化的三个阶段
液体-操作时间：树脂/固化剂混合物仍然是液体适合应用。 凝胶-进入固化：混合物开始进入固化相(也称作熟化阶段)， 这时它开始凝胶
或“突变”成软凝胶物。此时只是局部固 化，新使用的环氧树脂仍然能与它 化学链接，因此该未处 理的表面仍然可以进行粘接或反应。 固体-最终固化：环氧混合物变成固体阶段，这时能砂磨 及整型。在室温下 维持若干天使它继续固化。
8、芳香族多元胺
间苯二胺
4，4-二氨基二苯基甲烷(DDM)
间苯二甲胺
4，4-二氨基二苯砜（DDS）
9、芳香族多胺特点
固化物耐热性好，耐化学性机械强度均优于脂肪族多元胺 活性低，大多加热固化 氮原子因苯环导致电子云密度降低，碱性减弱，以及苯环位阻效应 多为固体，熔点高，工艺性差 液化，低共熔点混合，多元胺与单缩水甘油醚加成
13、硫脲-多元胺缩合
硫脲与脂肪族多元胺加热至100℃缩合放出 氨气 能在极低温下（0℃以下）固化EP
14、聚酰胺化
9，11-亚油酸与9，12-亚油酸二聚反应 然后2分子与DETA(二乙烯三胺)进行酰胺化反应挥发性毒性很小 与EP相容性良好，化学计量要求不严 固化物有很好的增韧效果 放热效应低，适用期长，固化物耐热性较低，HDT为60℃左右
环氧树脂的固化机理 及其常用固化剂
1、什么是固化剂
环氧树脂固化去除气泡的原理
环氧树脂固化去除气泡的原理
环氧树脂固化去除气泡的原理主要有以下几个方面：
1. 减少气体溶解度：固化过程中，环氧树脂会在低温下逐渐升温，逐渐固化。
随着温度的升高，气体在固化过程中逐渐释放出来，减少了气体的溶解度，从而减少了气泡的产生。
2. 加压排气：固化过程中，可以通过施加一定的外部压力，将固化树脂中的气泡迫使释放出来。
这种方法又称为加压排气，可以显著减少固化过程中气泡的产生。
3. 振动排气：在固化过程中，可以通过振动的方式来加速气泡的释放。
振动可以促使气泡向上浮动，从而排除气泡。
这种方法适用于较大的尺寸和较厚的环氧树脂固化体。
4. 使用消泡剂：消泡剂是一种能够降低液体表面张力、减少气泡形成的物质。
在环氧树脂固化过程中添加适量的消泡剂，可以有效降低气泡的产生。
综上所述，环氧树脂固化去除气泡的原理是通过减少气体溶解度、加压排气、振动排气和使用消泡剂等方法来防止气泡的生成和扩散，从而达到去除气泡的目的。
环氧胶粘剂固化原理
环氧胶粘剂固化原理
1 环氧胶粘剂固化原理
环氧胶粘剂是一种性能优越，广泛应用于工业生产中的一种通用胶粘剂。
它以环氧树脂为基本材料，经反应制成，具有极好的粘接性能、耐水性和耐低温性，并具有良好的物化性能、抗紫外线、耐气候等优点。
环氧胶粘剂的固化机理主要有化学反应固化、收缩固化和高温固化三种。
化学反应固化
化学反应固化原理是指环氧树脂发生化学反应经热力或光力作用而结合成强度高的胶体，从而形成固化产物。
化学反应通常由环氧树脂表面活性剂引发，在活性剂的作用下，分子发生置换，产生新化合物，从而实现固化过程。
收缩固化
收缩固化是指在施加固化剂或外加热量，环氧树脂材料体及胶面均发生收缩，聚集在粘接面上面形成一层完成的固化膜，从而实现固化的过程。
高温固化
高温固化是指环氧树脂本身具有一定的粘结力，施加高温能够促进环氧树脂和附着面结合，高温加固能够提高连接面的强度，实现环氧树脂固化的过程。
以上是环氧胶粘剂固化原理，即使比较复杂，但是只要我们把原理理解清楚，就能在工程中更加熟练地运用，发挥出其最佳效果。
环氧树脂的固化机理及其常用固化剂
间苯二甲二胺（mXDA）
CH2 N H2 CH2 N H2
性态：无色至黄色透明液体，凝固点12℃； 特点： （1）活性在芳香族胺中最高。（苯环侧链上有脂肪 族伯胺氢原子，活性同脂肪族多元胺，室温固化） （2）固化物耐热性介于脂肪族胺与芳香族胺之间 ； （3）蒸汽压低，毒性较大。 （4）易吸收空气中的CO2形成氨基甲酸盐，固化时受 热分解产生CO2 ，使制品起泡而影响性能。
N H 2 C H 2 N H 2
性态：白色结晶，熔点89 ℃ ，在日光下长时间暴露 也会变成黑色； 特点： （1）反应活性比MPD 低； （2）热稳定性好，固化物即使在高温下也保持良好 的力学性能与电性能； （3）主要用于浇铸、层压配方中。
二氨基二苯基砜（DDS）
N H 2 S O 2 N H 2
3.8.3 聚酰胺
O O
C C
O
C
CH2 7 CH CH CH CH
CH2 7 CH CH CH CH CH2 5 CH3 +
CH2 7 CH CH CH CH CH2 5 CH2 7 CH2 CH
CH2 CH CH CH2 CH3
C CH
4
CH3
9,11-亚油酸与9,12-亚油酸二聚反应
HO
HO
课前回顾
1、海因环氧树脂的结构式与主要性能特点？ 2、二氧化双环戊二烯基醚环氧树脂的特点？ 3、TDE-85环氧树脂的结构式与性能特点？ 4、脂肪族环氧树脂的特点及用途？ 5. 有机硅环氧树脂的特点？ 6、环氧树脂的固化剂可分为哪两类，分别按什么反 应历程进行固化?特点是什么？两类固化剂的代表 有哪些？ 7、脂肪族多元胺固化剂的催化剂有哪些？活性顺序 是怎样的？ 8、常用的脂肪族多元胺有哪些？多乙烯多胺的结构 通式？它们的活性与挥发性相对大小顺序？ 9、脂肪族多元胺类环氧固化剂的主要特点有哪些？
环氧树脂的合成原理和固化原理
环氧树脂的合成原理和固化原理环氧树脂是一种常用的高分子材料，具有优良的物理性能和化学性能，广泛应用于涂料、胶粘剂、电子材料等领域。
它的合成原理和固化原理是非常重要的，下面将详细介绍。
1. 环氧树脂的合成原理环氧树脂的合成原理主要涉及两个基本化学反应：环氧化和缩聚反应。
环氧化反应是将环状的两个碳原子与一个氧原子相连，形成一个环氧基团。
环氧基团具有高度的反应活性，可以与其他化合物发生反应。
环氧树脂的合成通常是通过环氧化反应制备环氧前驱体。
环氧化反应的机理是环状的不饱和键(通常是烯烃基)与过氧化物反应，生成环氧基团。
过氧化物可以是过氧化氢、过氧化苯酚等。
在反应中，过氧化物的氧原子与烯烃基的双键发生加成反应，形成一个氧化物中间体。
然后，中间体中的氧原子与烯烃基的另一个碳原子发生加成反应，生成环氧基团。
缩聚反应是环氧基团之间的反应，将两个环氧基团连接起来形成链状结构。
缩聚反应通常需要添加催化剂，如胺类化合物或酸类化合物。
催化剂可以使环氧基团发生开环反应，生成具有两个氢原子的中间体。
然后，中间体中的两个氢原子与其他环氧基团的氧原子发生加成反应，形成链状结构。
2. 环氧树脂的固化原理环氧树脂的固化是指环氧树脂与固化剂反应生成三维网络结构的过程。
固化剂可以是胺类化合物、酸类化合物、酸酐类化合物等。
在固化过程中，固化剂中的活性基团与环氧基团发生反应，形成共价键。
这些共价键连接起来形成交联结构，使环氧树脂形成硬化的固体。
固化剂的选择对于环氧树脂的性能影响很大。
不同的固化剂可以调节环氧树脂的硬度、耐热性、耐化学品性等性能。
例如，胺类固化剂可以使环氧树脂固化速度较快，而酸类固化剂可以使环氧树脂具有较好的耐化学品性。
固化过程中的温度和时间也会影响固化的效果。
一般来说，提高温度可以加快固化速度，但过高的温度可能会导致固化剂的分解或环氧树脂的热降解。
环氧树脂的合成原理是通过环氧化反应和缩聚反应将环氧基团连接起来形成链状结构；固化原理是通过环氧树脂与固化剂的反应形成共价键，生成三维网络结构。
环氧树脂 酸酐固化
环氧树脂酸酐固化环氧树脂是一种常见的塑料材料，具有优良的物理、化学和机械性能，在很多领域中被广泛使用。
其中，环氧树脂的酸酐固化是一种常见的固化方式。
本文将对环氧树脂酸酐固化进行详细介绍。
一、酸酐固化的基本原理酸酐固化是环氧树脂的一种固化方式，具有简单、容易操作、固化速度快、分子密度高等优点。
其基本原理是环氧树脂中含有的环氧基与酸酐基反应，生成较为稳定的酯键结构，使得环氧树脂成为一种高分子聚合物材料。
酸酐固化根据固化温度不同，可以分为常温固化和加热固化两种。
常温固化是指使用无机酸在常温下反应固化；加热固化是指在温度高于环氧树脂玻璃化转变温度下固化。
二、酸酐固化的原理与机理环氧树脂酸酐固化的原理是环氧基与无机酸酐反应，生成酯键结构。
这里的酸酐一般指含有酸酐基的有机酸，即亚油酸、萘酸、酞酸等。
酸酐经过加热降解，会产生酸，进一步催化环氧基与酸酐基的反应。
酸酐固化的机理是酸催化下的环氧酯化反应。
环氧树脂中的环氧基在遇到酸催化剂时，会发生环氧酯化反应，生成稳定的酸酐交联结构，从而实现固化。
三、酸酐固化的优点和缺点1.优点（1）环氧树脂酸酐固化反应条件温和，固化速度快；（2）酸酐催化反应具有高效性，可以有效促进环氧树脂的固化；（3）由于酸酐固化属于化学反应，所以固化后的环氧树脂具有较好的耐热性、耐化学性和耐水性；（4）酸酐固化可以用于大部分室温下或加热下的固化条件。
2.缺点（1）酸酐固化需要催化剂，对催化剂的要求较高，有些催化剂的使用会影响环氧树脂的耐候性；（2）由于酸酐固化需要催化剂，催化剂的使用量过多会导致环氧树脂的物理性质、耐候性和气味等方面出现较大问题；（3）固化后环氧树脂中会有一部分酸剩余，对环氧树脂的性能产生一定的影响。
四、环氧树脂酸酐固化应用环氧树脂酸酐固化的应用领域非常广泛，如电子电器领域、建筑材料领域、复合材料领域、地坪等。
其中，环氧树脂酸酐固化在耐磨地坪和防腐材料中具有广泛的应用。
在耐磨地坪中，环氧树脂酸酐固化可以提高地坪的硬度、耐磨性和耐化学性。
环氧树脂固化原理
环氧树脂固化原理
环氧树脂固化原理是指环氧树脂与固化剂反应生成3D网络结
构的化学反应过程。
环氧树脂（Epoxy Resin）是一种双酚类化合物与双羧酸类化
合物或酰胺类化合物通过开环聚合反应得到的聚合物。
环氧树脂分子结构中含有较多的环氧基团（C-O-C），具有很高的活性。
环氧树脂在室温下是液体状态，需要与固化剂反应生成3D交
联结构才能变得固态。
固化剂（也称为硬化剂或交联剂）是与环氧基团反应生成交联结构的化合物。
固化剂可以是多种化学物质，例如胺类化合物、酸酐类化合物等。
固化剂的选择取决于应用领域和所需的性能。
环氧树脂和固化剂发生反应时，固化剂中的活性基团与环氧树脂中的环氧基团发生开环反应，环氧树脂分子链中的氧原子与固化剂分子链中的活性基团发生共价键结合，形成新的化学键，从而形成3D网络结构。
固化反应的进行会导致环氧树脂分子
链之间和分子内部发生交联，形成高分子量、高强度的固体结构。
环氧树脂的固化反应通常需要一定的温度和时间条件才能发生。
在固化过程中，温度和时间的控制对于固化剂的反应速率和反应程度起着重要的影响。
固化温度和时间应根据具体的固化剂和环氧树脂体系进行选择，以确保固化反应能够完全进行，并获得所需的材料性能。
环氧树脂固化后，具有优异的力学性能、化学稳定性和耐热性能，广泛应用于涂料、粘合剂、复合材料、电子封装材料等领域。
环氧树脂的固化机理是什么
环氧树脂的固化机理是什么近年来，环氧树脂的应用越来越广泛，涉及到航空、汽车、建筑等多个领域。
环氧树脂的优点在于其高耐热性、高强度、耐腐蚀性和优异的粘结性能。
然而，环氧树脂的实际应用中需要进行固化，以达到最优性能。
那么，环氧树脂的固化机理是什么呢？一、环氧树脂的基本结构环氧树脂是由环氧基和含有芳香族结构环的双酚、多酚、胺等官能团构成的高分子化合物。
环氧基固化后将会产生三元环氧固化物，从而使其成为一种强度和刚度均很好的材料。
环氧树脂的性能与其结构有很大的关系。
二、环氧树脂的固化机理1.环氧固化机理的基本概念环氧树脂的固化过程是指在环氧树脂中加入固硬剂后，通过双官能团之间的反应，在加热条件下，形成三元环氧固化物的过程。
环氧树脂的固化机理主要取决于其反应原理。
2.环氧-胺体系环氧树脂主要与胺类化合物发生反应。
在胺类的催化下，环氧基与胺类化合物进行酸碱中和反应，产生亲核加成，环氧基开环，产生水和胺，生成三元环氧固化物。
3.环氧-酸体系环氧树脂也可以与酸类化合物发生反应。
当环氧树脂与酸类化合物混合并加热时，酸类化合物中的酸基进入环氧基中，开启环氧基，产生松弛的空间构象，从而形成相对稳定的孤立分子。
然后生成酸固化物。
4.环氧-酰胺体系环氧树脂也可以与酰胺类化合物发生反应。
在酰胺类的存在下，它与环氧基彼此反应，从而产生酰胺基和亲核环氧化物中间体。
亲核环氧化物中间体形成开口状态，从而形成相对稳定的孤立分子，并依次进一步反应，形成氨基和环氧树脂的结合，然后形成三元环氧固化物。
三、环氧树脂固化机理的影响因素1.反应温度反应温度是环氧树脂固化反应中的关键参数。
通常，环氧树脂的固化速度随着温度升高而加快。
但是，过高的温度将导致固化物的过早固化，从而影响固化物性能。
2.固化剂种类和含量环氧树脂的固化剂也是影响固化速度的因素之一。
固化剂的种类和含量直接影响到固化物的性能和固化时间。
3.溶液浓度溶液浓度是影响反应速度的主要参数之一。
环氧树脂的固化
绝缘性
固化后的环氧树脂是一种优良的绝缘 材料，可用于电气工程中。
固化产物的化学性能
耐化学药品性
固化产物对多种化学药品具有稳定性，不易发生化学反应。
热稳定性
固化产物在高温下能保持较好的稳定性，不易分解或变形。
耐候性
固化产物在户外环境中能长期保持性能稳定，不易受紫外线、氧 化等因素影响。
环氧树脂结构
环氧树脂的分子结构中含有环氧基、 羟基等极性基团和脂肪族、芳香族等 非极性基团，因此具有许多优异的性 能。
环氧树脂的性质
物理性质
环氧树脂通常是黏稠液体或低熔点固体，无色或淡黄色，透明或半透明，有良 好的黏附力和浸润性。
化学性质
环氧树脂在固化过程中，环氧基会与固化剂中的活性基团发生化学反应，形成 三维网状结构，从而赋予固化物优异的力学性能、耐化学药品性能和电性能等 。
高固化质量。
固化工艺的优化与改进
固化温度与时间的控制
根据环氧树脂的性质和工件要 求，合理调整固化温度和时间 ，以获得最佳的固化效果。
新型固化技术的探索
研究新型固化技术，如微波固 化、超声波固化等，以进一步 缩短固化时间、降低能耗和提 高产品质量。
固化设备的改进
针对现有固化设备的不足之处 进行改进，如提高加热效率、 优化温度控制系统等，以提高 固化质量和效率。
催化剂
催化剂可以加速固化反应，提高生产效率。常用的催化剂 包括有机胺、有机酸、金属盐等。
固化剂种类和用量
不同种类的固化剂具有不同的反应活性和机理，对固化产 物的性能也有显著影响。同时，固化剂的用量也直接影响 固化反应的进行程度和产物的性能。
湿度和氧气
环氧树脂的固化
甲基四氢 邻苯二甲 酸酐
C9H10O3
166.17
淡黄色透明油状液体
沸点 115~155℃
溶解性 溶于丙酮、 乙醇、 甲苯等
毒性 低毒
（3）胺类固化剂经过数代发展，型号繁多，种类庞杂，各有所长，在此不作赘述。
四、实验仪器
烧杯，牛皮纸，电子天平，果冻盒模具
五、实验步骤及现象
实验操作 用电子天平称取 8g 环氧树脂 E51，置于小果冻盒中。直接 在果冻盒中称取约 3.2g 酚醛 胺。剧烈搅拌混匀后静置。 实验现象 起初是黄色透明粘稠液体。 静 置后有少量气泡生成， 放出少 量热。 手触碰时有暖感。 无进 一步现象。 邻组刘政阳的发生明显的爆 聚， 体积增大， 有大量气泡嵌 在内部。 其表面呈现多孔泡沫 状。 现象解释 爆聚现象是由于固化过程传 热不均，局部过热使传热过 快， 而过热又加速了反应， 从 而造成了爆聚现象。 在本实验 中，小果冻盒的散热面积不 大， 而且投料时特意让固化剂 量偏多， 静置后就有可能会发 生爆聚。 当然这也于操作条件 有关， 并不能保证爆聚现象的 发生。 一个是因为卡安太大了， 把中 间的环氧卡住了。 而且它的背 面有一个别针， 使它无法在体 系中平衡存在。 如果让它在粘 度适当的时候摆正，再固化， 真是基本不可能做到。 丑点就 丑点吧。
三、实验药品
3
高分子化学实验
环氧树脂
化工系 毕啸天 2010011811
环氧 E51，改性胺，聚醚胺，酚醛胺，MeTHPA （1）环氧 E51 技术指标及简介： 外观无明显机械杂质； 环氧值 （eq/ 100g） 0.48~0.54； 无机氯值 （eq/ 100g） ≤ 1 × 10 -3； -2 有机氯值（ eq/ 100g ）≤ 2 × 10 ；挥发物 %≤ 2；色泽号≤ 2；粘度 40 ℃ （mPaS） ≤ 2500 E51 环氧值高、粘度低、色泽浅，广泛用作粘接剂、无溶剂涂料、自流平地平料、浇注 料。制备的涂料色彩艳丽、抗剥性好、施工方便。制备的浇注料工艺性好、流动性好、机械 强度高、绝缘性能好、收缩率小、吸水率低。 （2）MeTHPA 性质 物质 英文名 Methyl Tetrahydroph thalic Anhydride 熔点 -20℃ 分子式 分子量 外观性状 密度 1.20~1. 22 用量 25.5g
环氧树脂的固化原理
环氧树脂硬化反应的原理,目前尚不完善,根据所用硬化剂的不同,一般认为它通过四种途径的反应而成为热固性产物.（1）环氧基之间开环连接；（2）环氧基与带有活性氢官能团的硬化剂反应而交联；（3）环氧基与硬化剂中芳香的或脂肪的羟基的反应而交联；（4）环氧基或羟基与硬化剂所带基团发生反应而交联.不同种类的硬化剂,在硬化过程中其作用也不同.有的硬化剂在硬化过程中,不参加到本分子中去,仅起催化作用,如无机物.具有单反应基团的胺、醇、酚等,这种硬化剂,叫催化剂.多数硬化剂,在硬化过程中参与大分子之间的反应,构成硬化树脂的一部分,如含多反应基团的多元胺、多元醇、多元酸酐等化合物.1、胺类硬化剂胺类硬化剂—般使用比较普遍,其硬化速度快,而且黏度也低,使用方便,但产品耐热性不高,介电性能差,并且硬化剂本身的毒性较大,易升华.胺类硬化剂包括；脂肪族胺类、芳香族胺类和胺的衍生物等.胺本身可以看作是氮的烷基取代物,氨分子（NH3）中三个氢可逐步地被烷基取代,生成三种不同的胺.即：伯胺（RNH2）、仲胺（R2NH)）和叔胺（R3N）.由于胺的种类不同,其硬化作用也不同：（1）伯胺和仲胺的作用含有活泼氢原子的伯胺及仲胺与环氧树脂中的环氧基作用.使环氧基开环生成羟基,生成的羟基再与环氧基起醚化反应,最后生成网状或体型聚合物.（2）叔胺的作用与伯胺、仲胺不同,它只进行催化开环,环氧树脂的环氧基被叔胺开环变成阴离子,这个阴离子又能打开一个新的环氧基环,继续反应下去,最后生成网状或体型结构的大分子.2、酸酐类硬化剂酸酐是由羧酸（分子结构中含有羧基—COOH）与脱水剂一起加热时,两个羧基除去一个水分子而生成的化合物.酸酐类硬化剂硬化反应速度较缓慢,硬化过程中放热少,使用寿命长,毒性较小,硬化后树脂的性能（如力学强度、耐磨性、耐热性及电性能等）均较好.但由于硬化后含有酯键,容易受碱的侵蚀并且有吸水性,另外除少数在室温下是液体外.绝大多数是易升华的固体,而且一般要加热固化.酸酐和环氧树脂的硬化机理,至今尚未完全阐明,比较公认的说法如下：酸酐先与环氧树脂中的羟基起反应而生成单酯,第二步由单酯中的羟基和环氧树脂的环氧基起开环反应而生成双酯,第三步再由其中的羟基对环氧基起开环作用,生成醚基,所以可得到既含醚键,又含有酯基的不溶不熔的体型结构.除了上述反应之外,第一步生成的单酸中的羧基也可能与环氧树脂分子上的羟基起酯化反应,生成双酯.但这不是主要的反应.3、树脂类硬化剂含有硬化基团的一NH一,一CH2OH,一SH,一COOH,一OH等的线型合成树脂低聚物,也可作为环氧树脂的硬化剂.如低分子聚酰胺．酚醛树脂,苯胺甲醛树脂,三聚氰胺甲醛树脂,糠醛树脂,硫树脂,聚酯等.它们分别能对环氧树脂硬化物的耐热性,耐化学性,抗冲击性,介电性,耐水性起到改善作用.常用的是低分子聚酰胺和酚醛树脂.（1）低分子聚酰胺不同于尼龙型的聚酰胺.它是亚油酸二聚体或是桐油酸二聚体与脂肪族多元胺,如乙二胺、二乙烯三胺反应生成的一种琥珀色粘稠状树脂.由于原材料的性质,反应组分的配比和反应条件不同,低分子聚酰胺的性质差别很大.它们的分子量在500~9000之间,有熔点很高,胺值很低的固态树脂,也有胺值为300的液态树脂.其中胺值是低分子聚酰胺活性的描述,胺值高的活性大,与环氧树脂反应速度快,但可使用期短,胺值低的活性小,与环氧树脂反应速度慢,但可使用期长,表1列举了几种低分子聚酰胺的牌号及性能.表1 低分子聚酰胺牌号及性能举例牌号200300400650651原料亚油酸二聚体与三乙烯四胺亚油酸二聚体与三乙烯四胺桐油酸二聚体与二乙烯三胺——色泽棕红色黏流体棕红色黏流体棕色黏流体棕色黏流体浅黄色液体密度g／cm3~~~~胺值215±15305±15200±20200±20300黏度（40℃）mPa·s20000~80000600~200015000~50000——低分子聚酰胺分子中有各种极性基团,如仲胺基.伯胺基以及酰胺基,硬化后的环氧树脂对各种金属、木材、玻璃和塑料有良好的粘附力.聚酰胺分子中有较长的脂肪碳链,起到内部增塑作用,因此硬化后的环氧树脂有一定的韧性.低分子聚酰胺与环氧树脂的配合比例一般从40／60到60／40.在此范围内,可获得较好的胶接强度,热稳定性和耐化学试剂作用.一般聚酰胺用量多,体系柔性及抗冲击性能好；环氧树脂比例高,高温下粘结强度比较高,耐化学试剂作用好.低分子聚酰胺作硬化剂特点是：无毒或低毒,挥发性小,易与环氧树脂混合,反应缓慢,一般多用作常温固化剂.（2）酚醛树脂酚醛树脂与环氧树脂的相互作用比较复杂, 热固性酚醛树脂中的羟甲基与环氧树脂中的羟基及环氧基起反应及酚醛树脂中的酚羟基与环氧基起开环醚化反应所以酚醛树脂能把环氧树脂从线型变成体型,环氧树脂也能把酚醛树脂从线型变成体型,彼此相辅相成,最后形成相互交联的不溶不熔的体型大分子.4、咪唑类固化剂咪唑类化合物是一种新型固化剂,可在较低温度下固化而得到耐热性优良的固化物,并且具有优异的力学性能.咪唑类化合物的反应活性根据其结构不同而有所不同.一般碱性愈强,固化温度愈低,在结构上受l位取代基影响较大.咪唑(1midaxole)是具有两个氮原子的五元环,一个氮原子构成仲胺,一个氮原子构成叔胺.所以咪唑类固化剂既有叔胺的催化作用,又有仲胺的作用.如2-乙基-4-甲基咪唑.。
e51环氧树脂的固化
e51环氧树脂的固化摘要：一、环氧树脂固化的概念与原理1.环氧树脂简介2.固化剂的作用3.固化反应的基本原理二、e51 环氧树脂的特性与应用1.e51 环氧树脂的性能特点2.主要应用领域三、e51 环氧树脂固化方法1.热固化2.冷固化3.紫外光固化四、固化过程中的影响因素1.固化剂的选择2.固化温度和时间3.混合比例五、e51 环氧树脂固化效果的检测与评估1.固化程度的判断2.固化质量的评估3.固化效果的检测方法正文：e51 环氧树脂是一种广泛应用于各个领域的环氧树脂产品，其固化过程对于最终产品的性能和质量具有重要影响。
本文将详细介绍e51 环氧树脂的固化原理、特性与应用，固化方法以及固化过程中的影响因素和效果的检测与评估。
环氧树脂固化是指在环氧树脂中加入固化剂，通过化学反应使环氧树脂由液态转变为固态的过程。
固化剂通常是一种胺类或酸酐类物质，它们与环氧树脂发生反应，形成三维交联结构，从而使环氧树脂固化。
e51 环氧树脂具有优异的物理和化学性能，如高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀等。
因此，在许多领域都有广泛应用，如涂料、胶粘剂、复合材料等。
e51 环氧树脂的固化方法有热固化、冷固化和紫外光固化。
热固化是通过提高温度来加速固化反应，冷固化是在室温下进行固化，紫外光固化则是通过紫外线照射使环氧树脂固化。
不同的固化方法对固化效果和固化速度有一定影响。
在固化过程中，固化剂的选择、固化温度和时间、混合比例等因素都会影响固化效果。
选择合适的固化剂和适当的固化条件，可以确保e51 环氧树脂的固化程度和固化质量。
对于固化效果的检测与评估，可以通过观察固化程度、评估固化质量，以及使用专业的检测方法进行。
例如，可以通过测定固化物的硬度、强度、韧性等指标来评估固化效果。
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环氧树脂的固化原理
环氧树脂硬化反应的原理,目前尚不完善,根据所用硬化剂的不同,一般认为它通过四种途径的反应而成为热固性产物.
（1）环氧基之间开环连接；
（2）环氧基与带有活性氢官能团的硬化剂反应而交联；
（3）环氧基与硬化剂中芳香的或脂肪的羟基的反应而交联；
（4）环氧基或羟基与硬化剂所带基团发生反应而交联.
不同种类的硬化剂,在硬化过程中其作用也不同.有的硬化剂在硬化过程中,不参加到本分子中去,仅起催化作用,如无机物.具有单反应基团的胺、醇、酚等,这种硬化剂,叫催化剂.多数硬化剂,在硬化过程中参与大分子之间的反应,构成硬化树脂的一部分,如含多反应基团的多元胺、多元醇、多元酸酐等化合物.
1、胺类硬化剂
胺类硬化剂—般使用比较普遍,其硬化速度快,而且黏度也低,使用方便,但产品耐热性不高,介电性能差,并且硬化剂本身的毒性较大,易升华.胺类硬化剂包括；脂肪族胺类、芳香族胺类和胺的衍生物等.胺本身可以看作是氮的烷基取代物,氨分子（NH3）中三个氢可逐步地被烷基取代,生成三种不同的胺.即：伯胺（RNH2）、仲胺（R2NH)）和叔胺（R3N）.
由于胺的种类不同,其硬化作用也不同：
（1）伯胺和仲胺的作用
含有活泼氢原子的伯胺及仲胺与环氧树脂中的环氧基作用.使环氧基开环生成羟基,生成的羟基再与环氧基起醚化反应,最后生成网状或体型聚合物.
（2）叔胺的作用与伯胺、仲胺不同,它只进行催化开环,环氧树脂的环氧基被叔胺开环变成阴离子,这个阴离子又能打开一个新的环氧基环,继续反应下去,最后生成网状或体型结构的大分子.
2、酸酐类硬化剂
酸酐是由羧酸（分子结构中含有羧基—COOH）与脱水剂一起加热时,两个羧基除去一个水分子而生成的化合物.
酸酐类硬化剂硬化反应速度较缓慢,硬化过程中放热少,使用寿命长,毒性较小,硬化后树脂的性能（如力学强度、耐磨性、耐热性及电性能等）均较好.但由于硬化后含有酯键,容易受碱的侵蚀并且有吸水性,另外除少数在室温下是液体外.绝大多数是易升华的固体,而且一般要加热固化.
酸酐和环氧树脂的硬化机理,至今尚未完全阐明,比较公认的说法如下：
酸酐先与环氧树脂中的羟基起反应而生成单酯,第二步由单酯中的羟基和环氧树脂的环氧基起开环反应而生成双酯,第三步再由其中的羟基对环氧基起开环作用,生成醚基,所以可得到既含醚键,又含有酯基的不溶不熔的体型结构.
除了上述反应之外,第一步生成的单酸中的羧基也可能与环氧树脂分子上的羟基起酯化反应,生成双酯.但这不是主要的反应.
3、树脂类硬化剂
含有硬化基团的一NH一,一CH2OH,一SH,一COOH,一OH等的线型合成树脂低聚物,也可作为环氧树脂的硬化剂.如低分子聚酰胺．酚醛树脂,苯胺甲醛树脂,三聚氰胺甲醛树脂,糠醛树脂,硫树脂,聚酯等.它们分别能对环氧树脂硬化物的耐热性,耐化学性,抗冲击性,介电性,耐水性起到改善作用.常用的是低分子聚酰胺和酚醛树脂.
（1）低分子聚酰胺不同于尼龙型的聚酰胺.它是亚油酸二聚体或是桐油酸二聚体与脂肪族多元胺,如乙二胺、二乙烯三胺反应生成的一种琥珀色粘稠状树脂.由于原材料的性质,反应组分的配比和反应条件不同,低分子聚酰胺的性质差别很大.它们的分子量在500~9000之间,有熔
点很高,胺值很低的固态树脂,也有胺值为300的液态树脂.其中胺值是低分子聚酰胺活性的描述,胺值高的活性大,与环氧树脂反应速度快,但可使用期短,胺值低的活性小,与环氧树脂反应速度慢,但可使用期长,表1列举了几种低分子聚酰胺的牌号及性能.
表1 低分子聚酰胺牌号及性能举例
牌号
200
300
400
650
651
原料
亚油酸二聚体
与三乙烯四胺
亚油酸二聚体
与三乙烯四胺
桐油酸二聚体
与二乙烯三胺
—
—
色泽
棕红色
黏流体
棕红色
黏流体
棕色
黏流体
棕色
黏流体
浅黄色
液体
密度g／cm3
0.96~0.98
0.96~0.98
0.970~0.990
0.7~0.99
胺值
215±15
305±15
200±20
200±20
300
黏度（40℃）
mPa·s
20000~80000
600~2000
15000~50000
—
—
低分子聚酰胺分子中有各种极性基团,如仲胺基.伯胺基以及酰胺基,硬化后的环氧树脂对各种金属、木材、玻璃和塑料有良好的粘附力.聚酰胺分子中有较长的脂肪碳链,起到内部增塑作用,因此硬化后的环氧树脂有一定的韧性.低分子聚酰胺与环氧树脂的配合比例一般从40／60到60／40.在此范围内,可获得较好的胶接强度,热稳定性和耐化学试剂作用.一般聚酰胺用量多,体系柔性及抗冲击性能好；环氧树脂比例高,高温下粘结强度比较高,耐化学试剂作用好.
低分子聚酰胺作硬化剂特点是：无毒或低毒,挥发性小,易与环氧树脂混合,反应缓慢,一般多用作常温固化剂.
（2）酚醛树脂
酚醛树脂与环氧树脂的相互作用比较复杂, 热固性酚醛树脂中的羟甲基与环氧树脂中的羟基及环氧基起反应及酚醛树脂中的酚羟基与环氧基起开环醚化反应所以酚醛树脂能把环氧树脂从线型变成体型,环氧树脂也能把酚醛树脂从线型变成体型,彼此相辅相成,最后形成相互交联的不溶不熔的体型大分子.
4、咪唑类固化剂
咪唑类化合物是一种新型固化剂,可在较低温度下固化而得到耐热性优良的固化物,并且具有优异的力学性能.
咪唑类化合物的反应活性根据其结构不同而有所不同.一般碱性愈强,固化温度愈低,在结构上受l位取代基影响较大.
咪唑(1midaxole)是具有两个氮原子的五元环,一个氮原子构成仲胺,一个氮原子构成叔胺.所以咪唑类固化剂既有叔胺的催化作用,又有仲胺的作用.如2-乙基-4-甲基咪唑.。