环氧树脂介绍(一)

4.脂環族環氧樹脂
5.環氧化烯烃類 6.其他新型環氧樹脂 環氧樹脂的特性 1.容易硬化 一般環氧樹脂硬化溫度約在5oC ~ 150oC,並且將因硬化劑種類不同而有所變化。 2.體積收縮率低 相較於其他樹脂，其硬化後之收縮率僅有3%，遠低於一般樹脂的10%。故常用於
機械、電機等對於尺寸精密度要求較高之用途上。
3.優良之黏著性 硬化後之環氧樹脂其鍵上有酶基與醚基產生，使之具有優良之黏著性。 4.優良之機械性質 硬化後之樹脂由於體積收縮率變小，相對其內應力小使得機械性質良好。 5.良好之抗化學性質 硬化後之環氧樹脂由於具有極性酶基(Polar Hydroxy)，酶基旁之極性官能基 使得酶基中氧原子 上之電子對產生”共振”，所以造成抗酸鹼之特性。 6.良好之絕緣特性 經硬化後之環氧樹脂長鍵上有雙鍵結構之極性官能基團(Polar Functional Group)，因為雙鍵的共振能有效吸收外來電子進而阻止電子傳送，故能形成 良好之絕緣性。
黏度定義
B type 黏度計 (Brookfield)
實例介紹
DSC原理介紹
熱流型 DSC (Heat flux DSC)示意圖:
DSC是一種能量差來探討物質熱力學性質的一種精密熱分析儀。它是在一 種控溫的程序下，量測樣品在溫度變化過程中，所發生之熱流變化、 時間與溫度三者間之函數關係。藉由DSC量測，可以得到試樣在物理(化 學)變化過程中所伴隨的吸熱(放熱)反應。 DSC 之縱座標為 Walt / g (mJ/ s) Walt = J /sec (功率單位) = dQ/dt
比容（Specific volume）:
(單位質量之體積 M3 / Kg )
玻 璃 態 越靠近熔點，結晶性越強
橡 膠 態
流 體 態
6.凝膠時間(Gel time):
當環氧樹脂與固化劑反應達到某個階段時，黏度將突然變大。所謂凝膠時間 是表示開始產生凝膠之時間點，凝膠點之後，反應將持續進行直到全部變成凝膠 為止，最後形成一個複雜的交聯網狀結構。
吸水(濕)性 反應性
如結構中含有 S，將提升其熱變形溫度及耐熱性質。Example :雙酚s型環氧樹脂
環氧樹脂常見參數介紹
1.環氧當量與環氧值 環氧當量( EEW)：含有一克(一當量數)環氧基的環氧樹脂的克數(g)。
環氧值
兩者關係如下
：100g 環氧樹脂中環氧基的克數(當量數)。
EEW = 100 / 環氧值
其中: du/dy 為速度梯度 t 為單位面積之剪應力(摩擦力)
μ為黏度(黏性係數)
Area = A (Unit area) y
Velocity = u
x
5.玻璃轉型溫度: 玻璃轉移溫度 Tg 依物理動力學觀點定義為: “從橡膠態冷卻下來，鏈結的移動性被冷凍下來的那點溫度“，換句 話說，也就是高分子玻璃態開始解凍的溫度。 玻璃轉移溫度表示高分子鏈開始具有大鏈結移動，也就是脫離硬綁綁的玻璃態，開 始較具延展性的溫度。 Tm :完全結晶性高分子熔點 Tg1:非結晶性高分子玻璃轉移溫度 Tg2:部分結晶高分子玻璃轉型溫度 1,化學結構對Tg 的影響 主鏈上芳香烃基團增加時，Tg 增加；當固化劑由脂肪族，脂環族過渡到芳香族時 Tg 增加；當主鏈上有龐大取代基時Tg 增加。 2.分子量對Tg 的影響 分子量增加造成交聯密度下降， Tg下降。
dH = m Cp dT dH = dQ (Contsant Pressure) dQ = m Cp dT (兩邊同除dt) dQ/dt*(1/m) = Cp dT/dt 因為DSC 升溫或降溫均為等速，所以 dT/dt = constant 所以DSC之斜率代表 Cp (比熱容)之變化 玻璃轉移溫度
M.W. = 42 g/mole
環氧樹脂的種類與特性
依照化學結構分類，可將環氧樹脂區分為下列六類： 1.縮水甘油醚類:包括雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚s型環氧樹脂、
酚醛型環氧樹脂、脂肪族縮水甘油醚樹脂、溴代環氧樹酯。
其中雙酚A型環氧樹脂之用量佔環氧樹脂總用量之85%。 2.縮水甘油脂類 3.縮水甘油胺類
醚類的結構及其性質
氧原子兩邊分別接兩個烴基之化合物稱為醚類,通式為R-O-R' , R和R'都代表烴基, R和R‘ 相同時,稱為對稱醚,亦稱為單醚; R和R‘ 不同時,稱為混醚, R和R’ 中有苯環存在時,稱為芳香 醚。 例如: 甲醚、二乙醚、甲乙醚、苯甲醚。
常見環氧樹脂介紹
雙酚A型環氧樹脂 是由雙酚A (DPP)與環氧氯丙烷 (ECN)在氫氧化鈉催化下而得。其中 n 值越 大，黏性越高。其中n 表示聚合度，其值一般而言，介於0~22。 強韌性與耐熱性
Application Temp./Max
Curing Temp./+-3’C
Reaction Temp. Internal Stress
旋轉式黏度計原理介紹
錐板式黏度計 它主要包括一塊平板和一塊錐板。電動機經變速齒輪帶動平板恆速旋轉﹐依 靠毛細管作用使被測樣品保持在兩板之間﹐並藉樣品分子間的摩擦力而帶動錐板 旋轉。在扭矩檢測器內的扭簧的作用下﹐錐板旋轉一定角度後不再轉動。此時﹐ 扭簧所施加的扭矩與被測樣品的分子內部摩擦力(即黏度)有關 ﹕樣品黏度越大﹐ 扭矩越大。扭矩檢測器內設有一個可變電容器﹐其動片隨著錐板轉動﹐從而改變 本身的電容數值。這一電容變化反映出的扭簧扭矩即為被測樣品的黏度﹐由儀錶 顯示出來。
羥基值 ：含有1mole 羥基之環氧樹脂克數
4.黏度
a.定義：粘度也叫粘性系数，为两层液体间一定面积、一定速度梯度时的 内摩擦力(剪應力)。 Assumption: steady state (S.S) : 穩態；不隨時間變化。
Velocity Gradient =
t = μ du/dy
du dy
理論環氧值計算： 假設有一平均分子量為340的環氧樹脂，因為每個環氧樹脂都有兩個環 氧基(也就表示有兩個當量)，所以理論環氧值計算如下： ( 2 / 340 ) x 100 = 0.588 (當量/100克) 2.環氧基含量 環氧樹脂中每一分子環氧基之重量百分比。 3.羥 (羟 )ㄑ一ㄢ值與羥基值 羥值 ：100g 環氧樹脂中所含氫氧基的mole數。 羥基值 = 100 / 羥值
多元胺型:占全部固化劑生產量 71% 酸酐型 :占全部固化劑生產量 23% 酚醛型 聚硫醇型 催化型:使樹脂反應的活化能降低，促進反應之發生。參與 反應但不存在於形成之交聯網絡之中。 陽離子聚合型 陰離子聚合型
潛伏型 (一液型) 將環氧樹脂與固化劑混合，在常溫之下可保持穩定，並可長期儲存半年到一 年。但如果暴露在到熱、光、濕氣中則容易發生固化反應。潛伏型固化劑基本 上是用物理及化學方式封閉固化劑之活性。簡化環氧樹脂的使用方法。
高分子講座
第一講 環 氧 樹 脂 介 紹
1.環氧樹脂的定義 2.環氧樹脂的種類與特性 3.環氧樹脂常見參數介紹 4.固化劑介紹 5.DSC原理介紹 6.黏度計介紹 7.實例介紹
Prepared by ：White SMD Team 12/09/2004
環氧樹脂的定義
環氧樹酯(Epoxy Resin) 是泛指含有兩個或兩個以上之環氧基，以脂肪族、脂環族或芳香族 等有機化合物為主架構。在適當之化學助劑存在下，可經由環氧基反應 形成三維狀之熱固性塑料之環氧低聚物單體(Epoxy Oligomer)。 環氧基 由兩個碳原子與一個氧原子形成之環狀結構稱為環氧基，含有這種 三元環狀結構之化合物統稱為環氧化合物(Epoxide)，最簡單之環氧化 合物為環氧乙烷。
7.熱膨脹係數(Thermal expansion ) 熱膨脹係數定義為單位溫度改變下，材料的長度或體積改變率。熱膨脹係 數的不同，會造成高分子的內部應力，使得材料過早破裂。塑膠的膨脹和收縮 大約是金屬的6~9倍。 線熱膨脹係數一般須將α乘上一校正因子 膨脹係數為溫度與壓力之函數
固化劑介紹
固化劑 顯在型 (兩液型) 加成聚合型:打開環氧樹脂之環氧基環進行加成聚合反應，固化 劑本身參加反應所形成之三維結構之中，如果用量 不足則固化產物中將存在著未反應之環氧基團。