环氧树脂及其性能特征.

1.缩水甘油醚类
R O CH2 CH O CH2
4.脂肪族环氧
R CH CH R' CH O
CH2
CH
R''
2.缩水甘油酯类
O
R C O CH2 CH O
5.脂环族环氧
CH O CH CH CH O
3.缩水甘油胺类
R N R' CH2 CH O CH2
课前回顾
1、什么是环氧树脂？其结构特点是什么？ 2、环氧树脂的性能特点有哪些？其中最重要的 特点是什么？为什么？ 3、环氧树脂的合成方法有哪几种？ 4、环氧树脂从分子结构上可分为哪几类？ 分别属于哪一种合成方法？ 5、缩水甘油醚类环氧树脂中最主要且产量最大 的是什么环氧？它有哪两类物质反应得到？
第三章 环氧树脂（Epoxy）
3.1 引言
环氧树脂具有优良的物理机械性能、电绝缘性 能、耐化学腐蚀性能、耐热及粘接性能，广泛用 于机械电子、化学化工（涂料、粘结剂）、航空 航天、汽车、船舶、建筑等工业领域。是应用领 域最为广泛的一类热固性树脂。 我国现在已经是环氧树脂产量、进口量、消费 量最大的国家。 2006年我国产量52万吨。 预计2010年我国环氧树脂生产能力将达到100万 吨，占全球总产能的一半。
⑤ 聚合反应
n CH2 CH CH2 Cl
O CH2 CH O CH2 Cl
n
3.1.5 环氧树脂的命名方法
1. 代号与型号 主要有E、F、R（二氧化双环戊二烯环氧）等。 型号“E-51”表征的意义。 2.主要指标 环氧值或环氧当量。 环氧值：100g环氧树脂中含有环氧基团的物质的 量（或克当量数）。 环氧当量：含有1克当量环氧基的环氧树脂的克 数。环氧值×环氧当量＝100 表征意义：反应活性，相对分子量的大小
3.1.4 二酚基丙烷型环氧树脂
1、主要原料 （1）二酚基丙烷 - 双酚A
CH3 HO C CH3 OH
（2）环氧氯丙烷：非常活泼，可与多种 试剂进行反应。
CH2 CH O CH2 Cl
① 与胺类反应
CH2 CH O CH2 Cl + R N H2 R N H CH2 CH CH2 Cl OH
② 与羟基反应
2、固化方便
固化剂种类多、固化方便是EP的一大特色。 固化剂按固化温度可分为： （1）低温和超低温固化剂（＜0 ℃） （2）室温固化剂（0～25 ℃） （3）中温固化剂（80～120 ℃） （4）高温固化剂（160～180 ℃） 可覆盖－5 ℃ ～180℃的温度范围。
3、粘附力强
EP分子中含有大量极性羟基和醚键，对各种物 质均有很高的粘结力。除了聚四氟乙烯、聚乙烯、 聚丙烯不能直接用EP粘结外，对绝大多数的金属 和非金属都有很好的粘结性，有“万能胶”之称。 它与许多非金属材料（如玻璃、陶瓷、木材）的 粘结强度往往超过材料本身的强度，是结构胶粘 剂的主要成分之一。
H+ CH2 Cl H2O
HO
CH2
CH OH
CH2
Cl
CH2 CH O
CH2
Cl
+ NaCl + H2O
Cl
CH2
CH OH
CH2
Cl + NaOH
CH2 CH O
CH2
Cl
+
HCl
Cl
CH2
CH OH
CH2
Cl
④ 与羧酸反应
CH2 CH O CH2 Cl + RCOOH RCOO CH2 CH OH CH2 Cl
4、收缩率低
环氧树脂的固化是通过加成方式进行的，固化 过程中没有水和其它挥发性副产物放出。另外， 环氧树脂本身具有仲羟基，再加上环氧基固化时 派生的部分残留羟基，它们的氢键缔合作用使分 子排列紧密，因此环氧树脂的固化收缩率是热固 性树脂中最低的品种之一，一般为1～2％。
5、机械强度高
固化后的环氧树脂具有很强的内聚力，而分子 结构致密，所以其机械强度明显高于酚醛树脂和 不饱和聚酯树脂。如树脂浇铸体的弯曲强度： EP: 120~140 MPa UP: 80-100 MPa PH: 60-90 MPa
6、电绝缘性优良
固化后的环氧树脂吸水率低，不再具有活性基 团和游离的离子，因此具有优异的电绝缘性能。 另外，EP组分单一、纯度高。 体积电阻率（ρv ） 1×1013～15 介电常数（ε ） 3～ 4 介质损耗角正切（tgδ ） ＜0.004
7、化学稳定性强
固化后的环氧树脂主链是醚键和苯环、 三向交联结构致密又封闭，因此具有具 有优异的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性， 性能优于UP和PH。
1、形式多样 2、固化方便 3、粘附力强 4、收缩率低 5、机械强度高 6、电绝缘性优良 7、化学稳定性强 8、尺寸稳定性好
1、形式多样
树脂与固化剂品种繁多，可选择范围非常广泛； 另有多种形式的改性剂（如增韧剂、稀释剂等）
1）从分子结构上可分为缩水甘油醚类环氧、缩水 甘油酯类环氧、缩水甘油胺类环氧、脂肪族环氧 、脂环族环氧； 2）从形态上有低粘度液体环氧和固态环氧； 3）从功能上可分为普通环氧和高性能环氧； 4）从价位上有低档、中档和高档之分。
3.1.1 环氧树脂的定义与特征
定义：环氧树脂是指分子中含有两个或两 个以上环氧基团的一类有机高分子化合物， 除个别外，它们的相对分子量都很小。一 般在350～500之间。 结构特点：分子链中含有活泼的环氧基团。 环氧基团可以位于分子链的末端、中间、 或成环状结构。
CH CH O
3.1.2 环氧树脂的性能与特点
8、尺寸稳定性好
上述性能的综合，使得固化后环氧树脂 体系具有突出的尺寸稳定性和耐久性。
3.1.3 环氧树脂的分类
按合成方法主要分两类： 1. 含活泼氢的化合物与环氧氯丙烷反应 2. 含不饱和双键的化合物经过过醋酸或 过氧化氢进行环氧化。 从分子结构上可分为五大类： 1.缩水甘油醚类 4.脂肪族环氧 2.缩水甘油酯类 5.脂环族环氧 3.缩水甘油胺类
CH2 CH O CH2 Cl + OH O CH2 CH CH2 OH Cl
CH2 CH O
CH2
Cl
+
R
OH
催化剂
R
O
CH2
CH OH
CH2
Cl
③ 水Βιβλιοθήκη Baidu反应
CH2 CH O OHCH2 Cl H2O HO CH2 CH OH CH2 Cl OHH2O HO CH2 CH OH CH2 OH
CH2 CH O