环氧树脂

环氧树脂Epoxy Resin

化学化工学院

2011级高分子材料与工程

C31114047

刘谢非

2014/6/15

环氧树脂

简介：环氧树脂泛指分子中含有两个或两个以上环氧集团的有机化合物，大都属于低分子量化合物。环氧树脂具有优良的物理机械和电绝缘性能、与各种材料的粘结性能、以及灵活的工艺使用性。本文主要介绍环氧树脂的结构、制备与应用。

关键词：环氧树脂结构制备应用

Epoxy resin

Abstract：Epoxy resin is a kind of Organic compound which molecules contain two or more than two epoxy groups, mostly belonging to the low molecular weight compounds. Epoxy resin has excellent physical and mechanical and electrical insulation properties, and a variety of bonding properties of materials, and flexible use of technology. This paper mainly introduces the structure, preparation and application of epoxy resin.

Key words: epoxy resin structure preparation application

环氧树脂泛指含有2个或2个以上环氧基,以脂肪族、脂环族或芳香族等有机化合物为骨架并能通过环氧基团反应形成有用的热固性产物的高分子低聚体,由于具有优良的黏结性、电绝缘性、机械性能、耐腐蚀性等,在国民经济的许多领域得到广泛应用,但是环氧树脂的耐热性和耐冲击损伤性差,在很大程度上限制了其应用范围[1]。

一、环氧树脂的结构

1.定义

环氧树脂：凡含有二个以上环氧基团的高分子化合物统称为环氧树脂。一般指由环氧氯丙烷与二酚基丙烷（双酚A）缩聚而成的双酚A型环氧树脂，即通用环氧树脂。

2.分类

（1）按其主要组成分为纯环氧树脂胶黏剂和改性环氧树脂胶黏剂；

（2）按其专业用途分为机械用环氧树脂胶黏剂、建筑用环氧树脂胶黏剂、电子眼环氧树脂胶黏剂、修补用环氧树脂胶黏剂以及交通用胶、船舶用胶等；（3）按其施工条件分为常温固化型胶、低温固化型胶和其他固化型胶；

（4）按其包装形态可分为单组分型胶、双组分胶和多组分型胶等。

3.理化性质

环氧树脂具有优良的粘结力、电绝缘性能、耐化学腐蚀性和易加工性等特性，被广泛地用于各类绝缘材料、涂料、粘结剂、浇注封装材料、复合材料等领域，单位改性的环氧树脂由于教练密度大等原因，其固化物存在脆性大，内应力较大、易开裂、冲击强度低等不足，在一定程度上限制了环氧树脂在工程上的应用。

二、环氧树脂的制备

（一）原料

原料1：环氧氯丙烷

性质：易挥发，无色透明液体，刺激性气味，麻醉性，能溶于醇、醚、四氯化碳及苯中，微溶于水。

原料2：二酚基丙烷（双酚A）

性质：白色粉末或片状晶体，具酚气味，不溶于水，能溶于醇、醚、丙酮及碱液。

（二）合成工艺

1、一步法：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环氧树脂就是采用该法。

低分子量双酚A环氧树脂合成：两步加碱法

2、E-44的合成投料比：

双酚A 502kg(2.2kmol)

环氧氯丙烷 560kg(6.0kmol)

30%NaOH 711(462+249)kg(5.3kmol)

3、工艺流程：

（三）环氧树脂增韧改性

(1)经典方法：通过加入弹性体改性；用具有柔软分子结构的材料改性环氧树脂；合成环氧固化剂等——这些方法在提高环氧树脂韧性的同时，往往会降低固化物的机械模量和耐热性。

(2)现代方法：

互穿网络（IPN）结构增韧技术[2]

IPN 是组成和构型不同的均聚物或共聚物的物理混合物, 是特殊的多相体系, 其特点是一种材料无规则地贯穿到另一种材料中, 使得 IPN 体系中两组分之间产生了协同效应, 起”强迫包容“的作用, 得到比一般共混物更加优异的性能。

由环氧树脂(EP)和聚氨酯(PU)两种聚合物相互贯穿而形成的聚合物网络体系简

称为 EP / PU IPN，两种聚合物相互交叉渗透，机械缠结，起到“强迫互溶”和“协同效应”的作用，可明显地改善体系的分散性、界面亲和性，从而提高相稳定性，实现性能互补。

热敏液晶聚合物（TLCP）结构增韧技术[3]

热致型液晶：

是在一定温度区间，即在 Tc(由晶态转入液晶态的温度)和 Ti(由液晶态转入无序液体的温度)之间的温度范围内形成液晶态。热致型液晶高分子属于特殊的高性能聚合物, 在结构上含有介晶刚性单元和一部分柔性链段, 这种特殊的结构特点决定了它的性能。与其他增韧聚合物相比，具有更高的物理力学

性能和耐热性。在取得相同增韧效果的情况下，热致型液晶高分子的用量比热塑性树脂少，而且它还能产生高度的自增强作用。热致型液晶高分子增韧

环氧树脂不但可以提高环氧树脂的韧性、机械强度，而且也会提高环氧树脂的玻璃化转变温度（Tg ）。

利用热致型液晶化合物对环氧树脂进行增韧改性,固化体系既融合了液晶的有序性又保留了环氧树脂网络交联的特点,其韧性、冲击强度大幅度提高,而不降低耐热性,这是环氧树脂的传统增韧方法所无法比拟的,是实现环氧树脂高性能化的重要途径之一。热致型液晶高分子(TLCP)增韧环氧树脂可以归纳为两类：液晶环氧树脂(LCEP)增韧和其他聚合物液晶共混增韧。

无机纳米粒子或高分子弹性纳米粒子改性技术。

由于无机纳米粒子改性的环氧树脂能有效地将无机物的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与聚合物的韧性、加工性及介电性结合在一起，因此无机纳米粒子改性环氧树脂的研究日益成为众多研究者关注的焦点[4]

（四）环氧树脂性能特点

环氧树脂性能特点

(1)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