热塑性、热固性树脂结构-性能差异 2讲解
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图4-2：经比较发现，改性环氧树脂的 红外光谱图中在1107处出现吸收峰 ，这是C-O-C的特征吸收峰，说明 改性环氧树脂分子链上接上相应的 亲水基团，而在915、840左右仍保 持环氧基团，但由于聚乙二醇和环氧 树脂6002的加成反应，使得环氧的 部分环氧基打开，所以在915、840 左右处的环氧基的特征吸收减弱。
•所谓水性环氧树脂是指通过物理或化学的方法，使环氧树脂以微粒或液 滴的形式分散在以水为连续相的分散介质中而配制的稳定分散体系。
•按物理特性可分为水乳型体系(环氧树脂水乳液)和水溶型体系(环氧树脂 水溶液)。
水性环氧树脂
图4-1所示：831．828。1的峰是4． 098以出现的是仲羟基的吸收峰（因 空间位阻影响可能导致吸收频率增加 )；247．739处是苯醚的特征吸收峰 ；1510．01和1606．439以处是苯 环上的C=C的吸收峰；2966．031 处是甲基和亚甲基上的sp3c_n的特 征吸收峰。
大的断裂延伸率。 抗冲击性能好。
热塑性、热固性树脂结构-性能差异
• 电性能 热塑性树脂的电性能按其大分子的极性不同可分成以下几类 （1）非极性：聚乙烯、聚丁二烯、聚四氟乙烯等 （2）弱极性：聚苯乙烯、聚异丁烯、天然橡胶等 （3）极性： 聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯等 （4）强极性：聚酯
是指树脂加热后产生化学变化，逐渐硬化成型，再受热也不软 化，也不能溶解的一种树脂。
热塑性、热固性树脂结构-性能差异
热塑性树脂：
• 常温下为高分子量固体,是线型或 带少量支链的聚合物，分子间无交 联,仅借助范德瓦耳斯力或氢键互 相吸引。
• 在成型加工过程中，树脂经加压加 热即软化和流动，经冷却定型。
环氧树脂（热固性树脂）
• 环氧树脂物化性能优良、价格便宜、成型工艺简单、适合大规模生产 可靠性较高，是制备高性能复合材料重要的基体材料之一，在航空航 天、风力发电等领域备受青睐。
• 环氧树脂是一种分子内含有2个或2个以上的环氧基，并以脂肪族、脂 环族或芳香碳键为骨架并能通过环氧基团反应形成热固性树脂的低聚 物。
热塑性、热固性树脂结构-性能差异
姓名： 学号： 专业： 学院：
热塑性、热固性树脂结构-性能差异
• 热塑性树脂：
具有受热软化、冷却硬化的性能，而且不起化学反应，无论加
热和冷却重复进行多少次，均能保持这种性能。
凡具有热塑性树脂其分子结构都属线型。
它包括含全部聚合树脂和部分缩合树脂。
• 热固性树脂：
在反应的初始阶段反应程度较低，从而树脂分子量增长不多，所以温度升 高导致树脂体系粘度下降的影响是主要的。升温和固化交联对粘度的影响 相等时，粘度达到最低。随着时间的推移，树脂分子量增长迅速，分子之 间交联点的数量以非线性速度增加，严重限制了分子键的运动能力，树脂 粘度迅速上升。
非极性树脂具有优异的绝缘性能，对腐蚀性介质稳定，可作为高 频率的电解质。弱极性与极性的树脂可用于中频率的电工技术。强极 性树脂只能作为低频率的介电体。 • 结构
热塑性树脂按聚集态结构可分为结晶形（如聚酰胺）和无定形（ 如聚甲基丙烯酸甲酯）两类。结晶形树脂由于晶粒折光，制品透明度 差，熔点高，模塑收缩率大。无定形树脂中某些品种的板材透光率可 与无机玻璃相媲美，加工收缩性也小
环氧树脂（热固性树脂）
(5)电性能好 固化后的环氧树脂体系是～种具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧 的优良绝缘材料。
(6)稳定性好 环氧树脂只要不含有酸、碱、盐等杂质，是不易变质的，如果贮存得 当(如密封、不受潮、不遇高温)，可以有1年的使用寿命，超期后若检 验合格仍可使用。固化后的环氧树脂具有优良的化学稳定性。其耐酸、 碱、盐等多种介质的性能优于酚醛树脂和不饱和聚酯等热固性树脂。
环氧树脂的性能特性
(1)粘结性能好 环氧树脂固化体系中活性极大的环氧基、羟基、胺键、酯键等极性基团 赋予环氧固化物较高的粘结强度。再加上它有很高的内聚强度等力学性 能，因此它的粘结性能特别强。 (2)力学性能高 环氧树脂具有很强的内聚力，分子结构致密，所以它的力学性能高于酚 醛树脂和不饱和树脂等通用型热固性树脂。 (3)固化收缩率低 环氧树脂的固化收缩率是热固性树脂中最小的品种之一，仅为1％~2％。 如果选用适当的填料可以使收缩率降至o．2％左右。 (4)工艺性好 环氧树脂固化时基本上不产生低分子挥发物，所以可低压成型或接触压 成型。配方设计的灵活性很大，可以设计出适合各种工艺性要求的配方。
随着桥联基团的不同，树脂表现
出不同的固化反应活性，几种结 构的四官能团环氧树脂通过DDM 和DDE固化后均表现出良好的热 稳定性。
以二环戊二烯为起始原料合成的一种三 官能团脂环族环氧树脂，由于磷元素的 引入，这种环氧树脂具有良好的热稳定 性和阻燃特性。
水性环氧树脂
•大多数环氧树脂都不溶于水，只溶于芳香烃及酮类等有机溶剂。有机溶 剂易燃、易爆、有毒、污染环境等缺点给储运和施工带来诸多不便。
多官能团环氧树脂
双酚A型环氧树脂一般每个分子含有两个环氧基团，多官能度环氧树脂每个 分子中则含有三个或三个以上的环氧基团，具有反应活性的环氧基的增加使 树脂固化物的交联密度增大，从而提高环氧树脂的耐热性。和引入刚性基团 一样，合成多官能度环氧树脂增加固化物交联密度是提高环氧树脂耐热性最 为有效的手段之一。
环氧树脂固化剂
环氧树脂必须在加入固化剂或促进剂的条件下才能固化,固化时分子链 发生交联,最后生成三维网络结构。
这可能是因为加入固化剂后树 脂体系发生反应时温度上升，温度 的上升对树脂粘度有两方面的影响： 一方面固化反应使树脂体系温度升 高，树脂体系粘度降低；另一方面 由于固化反应形成交联网络，限制 分子的运动而使粘度上升。
• 在反复受热过程中，分子结构基本 上不发生变化，当温度过高、时间 过长时，则会发生降解或分解。
热固性树脂：
• 由于分子间交联，形成网状结构， 因此刚性大、硬度高、耐温高、不 易燃、制品尺寸稳定性好，但性脆 。
• 加热、加压下或在固化剂、紫外光 作用下，进行化学反应，交联固化 成为不溶不熔物质的一大类合成树 脂。
• 全球各品种占环氧树脂总量的比例顺次为：双酚A型环氧树脂、阻燃溴 化环氧树脂、酚醛型环氧树脂、脂环族环氧树脂等。
• 良好的粘接性、电绝缘性、低收缩性、化学稳定性、耐高低温性、耐 磨性等优异性能。
环氧树脂（热固性树脂）
混合型环氧树脂：即分子结构中同时具有两种 不同类型环氧基的化合物。
环氧树脂（热固性树脂）
子量；⑤大分子链的交联密度。
• 热塑性树脂与热固性树脂在结构上的显著差别在于前者的大分子链为 线型结构，而后者的大分子链为体型网状结构。由于这一结构上的差 别，使热塑性树脂与热固性树脂相比在力学性能上有以下几个显著特 点：
具有明显的力学松弛现象。 在外力作用下，形变的能Leabharlann 较大，即当应变速度不大进，可具有相当
• 在固化前一般为分子量不高的固体 或粘稠液体，在成型过程中能软化 或流动，同时又发生化学反应而交 联固化。
• 此反应是不可逆的，一经固化，再 加压加热也不可能再度软化或流动 ;温度过高,则分解或碳化。
热塑性、热固性树脂结构-性能差异
• 力学性能 ①大分子链的主价力；②分子间的作用力；③大分子链的柔韧性；④分
•所谓水性环氧树脂是指通过物理或化学的方法，使环氧树脂以微粒或液 滴的形式分散在以水为连续相的分散介质中而配制的稳定分散体系。
•按物理特性可分为水乳型体系(环氧树脂水乳液)和水溶型体系(环氧树脂 水溶液)。
水性环氧树脂
图4-1所示：831．828。1的峰是4． 098以出现的是仲羟基的吸收峰（因 空间位阻影响可能导致吸收频率增加 )；247．739处是苯醚的特征吸收峰 ；1510．01和1606．439以处是苯 环上的C=C的吸收峰；2966．031 处是甲基和亚甲基上的sp3c_n的特 征吸收峰。
大的断裂延伸率。 抗冲击性能好。
热塑性、热固性树脂结构-性能差异
• 电性能 热塑性树脂的电性能按其大分子的极性不同可分成以下几类 （1）非极性：聚乙烯、聚丁二烯、聚四氟乙烯等 （2）弱极性：聚苯乙烯、聚异丁烯、天然橡胶等 （3）极性： 聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯等 （4）强极性：聚酯
是指树脂加热后产生化学变化，逐渐硬化成型，再受热也不软 化，也不能溶解的一种树脂。
热塑性、热固性树脂结构-性能差异
热塑性树脂：
• 常温下为高分子量固体,是线型或 带少量支链的聚合物，分子间无交 联,仅借助范德瓦耳斯力或氢键互 相吸引。
• 在成型加工过程中，树脂经加压加 热即软化和流动，经冷却定型。
环氧树脂（热固性树脂）
• 环氧树脂物化性能优良、价格便宜、成型工艺简单、适合大规模生产 可靠性较高，是制备高性能复合材料重要的基体材料之一，在航空航 天、风力发电等领域备受青睐。
• 环氧树脂是一种分子内含有2个或2个以上的环氧基，并以脂肪族、脂 环族或芳香碳键为骨架并能通过环氧基团反应形成热固性树脂的低聚 物。
热塑性、热固性树脂结构-性能差异
姓名： 学号： 专业： 学院：
热塑性、热固性树脂结构-性能差异
• 热塑性树脂：
具有受热软化、冷却硬化的性能，而且不起化学反应，无论加
热和冷却重复进行多少次，均能保持这种性能。
凡具有热塑性树脂其分子结构都属线型。
它包括含全部聚合树脂和部分缩合树脂。
• 热固性树脂：
在反应的初始阶段反应程度较低，从而树脂分子量增长不多，所以温度升 高导致树脂体系粘度下降的影响是主要的。升温和固化交联对粘度的影响 相等时，粘度达到最低。随着时间的推移，树脂分子量增长迅速，分子之 间交联点的数量以非线性速度增加，严重限制了分子键的运动能力，树脂 粘度迅速上升。
非极性树脂具有优异的绝缘性能，对腐蚀性介质稳定，可作为高 频率的电解质。弱极性与极性的树脂可用于中频率的电工技术。强极 性树脂只能作为低频率的介电体。 • 结构
热塑性树脂按聚集态结构可分为结晶形（如聚酰胺）和无定形（ 如聚甲基丙烯酸甲酯）两类。结晶形树脂由于晶粒折光，制品透明度 差，熔点高，模塑收缩率大。无定形树脂中某些品种的板材透光率可 与无机玻璃相媲美，加工收缩性也小
环氧树脂（热固性树脂）
(5)电性能好 固化后的环氧树脂体系是～种具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧 的优良绝缘材料。
(6)稳定性好 环氧树脂只要不含有酸、碱、盐等杂质，是不易变质的，如果贮存得 当(如密封、不受潮、不遇高温)，可以有1年的使用寿命，超期后若检 验合格仍可使用。固化后的环氧树脂具有优良的化学稳定性。其耐酸、 碱、盐等多种介质的性能优于酚醛树脂和不饱和聚酯等热固性树脂。
环氧树脂的性能特性
(1)粘结性能好 环氧树脂固化体系中活性极大的环氧基、羟基、胺键、酯键等极性基团 赋予环氧固化物较高的粘结强度。再加上它有很高的内聚强度等力学性 能，因此它的粘结性能特别强。 (2)力学性能高 环氧树脂具有很强的内聚力，分子结构致密，所以它的力学性能高于酚 醛树脂和不饱和树脂等通用型热固性树脂。 (3)固化收缩率低 环氧树脂的固化收缩率是热固性树脂中最小的品种之一，仅为1％~2％。 如果选用适当的填料可以使收缩率降至o．2％左右。 (4)工艺性好 环氧树脂固化时基本上不产生低分子挥发物，所以可低压成型或接触压 成型。配方设计的灵活性很大，可以设计出适合各种工艺性要求的配方。
随着桥联基团的不同，树脂表现
出不同的固化反应活性，几种结 构的四官能团环氧树脂通过DDM 和DDE固化后均表现出良好的热 稳定性。
以二环戊二烯为起始原料合成的一种三 官能团脂环族环氧树脂，由于磷元素的 引入，这种环氧树脂具有良好的热稳定 性和阻燃特性。
水性环氧树脂
•大多数环氧树脂都不溶于水，只溶于芳香烃及酮类等有机溶剂。有机溶 剂易燃、易爆、有毒、污染环境等缺点给储运和施工带来诸多不便。
多官能团环氧树脂
双酚A型环氧树脂一般每个分子含有两个环氧基团，多官能度环氧树脂每个 分子中则含有三个或三个以上的环氧基团，具有反应活性的环氧基的增加使 树脂固化物的交联密度增大，从而提高环氧树脂的耐热性。和引入刚性基团 一样，合成多官能度环氧树脂增加固化物交联密度是提高环氧树脂耐热性最 为有效的手段之一。
环氧树脂固化剂
环氧树脂必须在加入固化剂或促进剂的条件下才能固化,固化时分子链 发生交联,最后生成三维网络结构。
这可能是因为加入固化剂后树 脂体系发生反应时温度上升，温度 的上升对树脂粘度有两方面的影响： 一方面固化反应使树脂体系温度升 高，树脂体系粘度降低；另一方面 由于固化反应形成交联网络，限制 分子的运动而使粘度上升。
• 在反复受热过程中，分子结构基本 上不发生变化，当温度过高、时间 过长时，则会发生降解或分解。
热固性树脂：
• 由于分子间交联，形成网状结构， 因此刚性大、硬度高、耐温高、不 易燃、制品尺寸稳定性好，但性脆 。
• 加热、加压下或在固化剂、紫外光 作用下，进行化学反应，交联固化 成为不溶不熔物质的一大类合成树 脂。
• 全球各品种占环氧树脂总量的比例顺次为：双酚A型环氧树脂、阻燃溴 化环氧树脂、酚醛型环氧树脂、脂环族环氧树脂等。
• 良好的粘接性、电绝缘性、低收缩性、化学稳定性、耐高低温性、耐 磨性等优异性能。
环氧树脂（热固性树脂）
混合型环氧树脂：即分子结构中同时具有两种 不同类型环氧基的化合物。
环氧树脂（热固性树脂）
子量；⑤大分子链的交联密度。
• 热塑性树脂与热固性树脂在结构上的显著差别在于前者的大分子链为 线型结构，而后者的大分子链为体型网状结构。由于这一结构上的差 别，使热塑性树脂与热固性树脂相比在力学性能上有以下几个显著特 点：
具有明显的力学松弛现象。 在外力作用下，形变的能Leabharlann 较大，即当应变速度不大进，可具有相当
• 在固化前一般为分子量不高的固体 或粘稠液体，在成型过程中能软化 或流动，同时又发生化学反应而交 联固化。
• 此反应是不可逆的，一经固化，再 加压加热也不可能再度软化或流动 ;温度过高,则分解或碳化。
热塑性、热固性树脂结构-性能差异
• 力学性能 ①大分子链的主价力；②分子间的作用力；③大分子链的柔韧性；④分