环氧树脂的合成化学反应机理

环氧树脂的合成化学、反应机理、影响因素、化学分析

一、环氧树脂的合成概述

1、低分子量环氧树脂（软环氧树脂）将软化点低于50℃（n＜2）的环氧树脂称为软环氧树脂，采用两步加减法进行制备。

2、中分子量环氧树脂将软化点在50℃-95℃之间（n=2-5）的环氧树脂称为中分子量环氧树脂，用一步加减合成法，后处理用溶剂进行萃取。

3、高分子量环氧树脂将软化点＞100℃（n＞5）的环氧树脂称为高分子量环氧树脂。

二、环氧树脂的合成反应机理

(一)环氧树脂的合成反应机理的有好几种解释:

1、认为双酚A与NaOH作用生成酚钠盐，再与环氧氯丙烷（ECH）的氯取代反应，环氧基不被破坏。由于环氧基活性极强，HO-R-OH 可以使环氧基开环加成，因此此法缺乏说服力，无法解释高分子量环氧树脂。

2、认为链增长只在单体与单体之间和分子链与单体间相互作用，忽略了分子链与分子链之间的相互作用，高分子量树脂是靠后期分子链的增长，同时也无法解释低分子树脂的合成。

3、认为开环反应是可递反应，在溶解阶段（70℃）已开始反应；后阶段EVH不起作用，只靠链与链之间作用来实现链增长。事实，在溶解阶段ECH和BA并不发生反应，而且环氧基与酚基的反应是

不可逆的。

（二）环氧树脂的反应机理解释

1、环氧树脂合成反应过程分析

1.1 每个环氧树脂分子不是含有两个CH2-CH-，而是1.2-1.9个环氧基，含0.1-0.2个羟基；氯羟基数目约为环氧基的2-5%。因此，环氧树脂分子中含有环氧基、酚基、氯羟基和二羟基。

1.2 环氧基的开环反应是放热反应，闭环反应是吸热反应，但Hel和NAOH的中和反应是放热的，因此，总反应热效应是放热。

1.3 低分子量树脂，必须加过量环氧聚丙烷，采用两步加碱法。

2、中高分子量树脂的链增长反应

2.1 单体与单体作用

2.2 分子链与单体作用

三、影响环氧树脂合成的因素

1、原料分子比（ECH/BA）的量越大，对制备低分子量环氧树脂有利。

2、NaOH的量要足够，低分子量树脂用20-30%碱液，中分子量树脂为10%。

3、加料顺序，低分子量树脂采用BA溶于ECH中，再滴加NaOH 液。

四、环氧树脂的化学分析

1、环氧值：用盐酸丙酮法和光谱分析。

2、软化点测定：采用环球法。

3、羟值：用乙酰氯法和红外光谱分析。

4、氯含量：环氧树脂的氯有无机氯和有机氯两种。采用硫氰化钾和铁矾指采剂进行测定。