硫脲改性二乙烯三胺低温固化剂的合1

硫脲改性二乙烯三胺低温固化剂的合成

摘要：环氧树脂由于具有许多优异的性能，应用十分广泛。然而未经固化的环氧树脂几乎没有多大实用性，需要加入固化剂。固化剂的种类很多，目前低温固化剂普遍使用多胺类固化剂，但多胺类固化剂存在许多不足如具有一定的毒性、在低温下很难固化环氧树脂等，需要对其进行改性来克服这些不足。

本课题使用硫脲对二乙烯三胺进行改性合成低温固化剂，并对制得的固化剂进行红外结构表征。采用单因素分析法考察单体投料比、合成时间及合成温度这些因素对固化剂固化时间的影响，将在不同的实验条件下合成的固化剂与环氧树脂复配得到固化体系，通过测定固化体系的指硬时间和初固时间确定合成固化剂的最佳工艺条件。实验结果表明最佳工艺条件是：单体投料比为1.5：1，合成时间为3h,合成温度为140℃。

关键词：单因素分析法环氧树脂固化剂工艺条件

中北大学分校毕业设计

III

目

录

摘

要........................................................... ..

Ⅰ

Abstract................................................... .........

Ⅱ

1

绪论 (1)

1.1 环氧树脂概述 (1)

1.2 环氧树脂的固化应 (1)

1.2.1

环氧树脂的固化反应类型 (2)

1.3

环氧树脂固化剂 (7)

1.3.1

固化剂的分类 (7)

1.3.2

胺类固化剂 (9)

1.3.3

胺类固化剂改性方法 (12)

1.4

固化反应促进剂概述 (15)

1.5

胺类固化剂对固化物性能的影响 (16)

1.5.1

固化剂对耐水性的影响 (16)

1.5.2

固化剂对耐药品性的影响 (17)

1.5.3

固化剂对耐热性的影响 (20)

1.6

本课题研究的目的、意义和主要内容 (23)

2

实验部分...........................................................

25

2.1

反应原理及影响反应的因素 (25)

2.1.1

反应原理 (25)

2.1.2

影响反应的因素 (26)

2.2

实验药品及仪器装置 (27)

2.2.1

实验药品 (27)

2.2.2

仪器装置 (27)

2.3

实验步骤及现象 (29)

2.3.1

实验步骤

(29)

2.3.2

实验现象 (29)

2.4

固化剂合成工艺结果与讨论 (30)

2.4.1

固化反应阶段 (30)

2.4.2

单体投料比对固化时间的影响 (31)

2.4.3

合成时间对固化时间的影响 (31)

2.4.4

合成温度对固化时间的影响 (32)

2.4.5

固化剂掺量比的确定 (33)

2.5

合成产物性状与红外表征部分 (34)

2.5.1

产物的性状

(34)

2.5.2

红外结构表征 (35)

3

结论........................................................... . (37)

参考文献........................................................... ..38

致

谢

........................................................... . (39)

1

绪论

1.1

环氧树脂概述

[1]

环氧树脂是指在一个分子结构中，含有两个或两个以上环氧基，并在适

当的化学试剂及合适的条件下，能形成三维交联状固化化合物的总称。它们的种类很多，其分子量属于低聚物（或齐聚物），有时为区别固化后的环氧树脂，亦可把它们称为环氧树脂低聚物。

环氧树脂通常是液体状态下使用。在固化剂参与下，经过常温或高温进行固化，达到最佳使用目的。作为一种液态体系的环氧树脂具有在固化过程中收缩率小、固化物的机械性能优、粘结性能高、耐热、耐化学、耐老化性能均优良及电气性能好等特点。是在热固性树脂中用量最大的品种之一。虽然它们也有脆性大、韧性差等不足，但是在科技进步的今天，可以通过对环氧树脂低聚物的化学改性及新型固化剂的选用和科学配方的设计，能在很大程度上加以克服与改进！

应该指出的是：由两个碳原子与一个氧原子形成的环称为环氧基（或环氧环），也有在其他一些化合物中有此集团的化学物质统称为环氧化合物。如环氧乙烷、环氧丙烷等等，它们通过离子性聚合得到的热塑性的聚氧乙烯树脂，这种树脂不能称

为环氧树脂。只有符合上述定义规定的化合物才能称为环氧树脂或环氧树脂低聚物。环氧树脂中含有独特的环氧基，以及羟基、醚键等活性基团和极性基团，因而具有许多优异的性能。与其他热固性树脂相比较，环氧树脂的种类和牌号最多，再加上众多的促进剂、改性剂、添加剂等，可以进行多种多样的组合和组配。从而能获得各种各样性能优异的、各具特色的环氧固化体系和固化物，几乎能适应和满足各种不同使用性能和工艺性能的要求，这是其他热固性树脂所无法相比的。

[2]常用的环氧树脂主要有三种：双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂和双酚F

型环氧树脂，其中最主要的是双酚A型环氧树脂，约占环氧树脂总产量的90%，其分子结构式如下：[3]

1.2 环氧树脂的固化反应

[1]未经固化的环氧树脂是热塑性的高分子低聚物，几乎没有多大实用性，只有适当