复合材料环氧树脂

《复合材料环氧树脂》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第5章环氧树脂5.1概述5.1.1定义环氧树脂（EP）: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，以脂肪族、脂环族或芳香族链段为主链的高分子预聚物,分子结构中含有活泼的环氧基团，可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的三维网状结构的高聚物。典型的环氧树脂结构如下：化学名称：双酚A二缩水甘油醚2环氧基含量有三种不同的表示法。1、环氧当量：是指含有1mol环氧树脂的质量。分子量=环氧当量×2，这一公式只适用于上述理想状态。2、环氧值：每100克树脂中所含有环氧基的物质的量（摩尔）。有利于固化剂用量的计算和用量的表示。3、环氧质量分数：每100克树脂中

2、含有环氧树脂的质量（克）。三种表示方式之间的换算公式如下：环氧当量=100÷环氧值，环氧值=环氧质量分数÷环氧基分子量环氧质量分数=环氧基分子量×环氧值35.1.2环氧树脂的特性（1）粘接强度高，粘接面广（2）收缩率低:尺寸稳定、内应力小、不易开裂。（3）稳定性好（4）优良的电绝缘性（5）机械强度高（6）良好的加工性（7）尺寸稳定性（8）耐化学性能45.1.3环氧树脂的分类1．分类五大类：缩水甘油醚类、缩水甘油酯类、缩水甘油胺类、线型脂肪族类和脂环族类。2．型号第一位:采用主要组成物质名称，取其主要组成物质汉语拼音的第一个字母，若遇相同则加取第二个字母。第二位:若有改性

3、物质，则也用汉语拼音字母表示。若未改性则加一标记“–”。第三和第四位:该产品的主要性能值：环氧值的算术平均值。例如：某一牌号环氧树脂，系二酚基丙烷为主要组成物质，其环氧值指标为0.48～0.54mol/100g，则其算术平均值为0.51，该树脂的全称为“E–51环氧树脂”。565.2各类环氧树脂的结构特点及性能5.2.1缩水甘油醚型环氧树脂1．二酚基丙烷型环氧树脂（1）原料：二酚基丙烷（简称双酚A），易溶于丙酮及甲醇，可溶于乙醚，微溶于水及苯；环氧氯丙烷。（2）性能特点：二酚基丙烷型环氧树脂是以二酚基丙烷和环氧氯丙烷为主要原料，以氢氧化钠为催化剂经缩聚反应制得的，二酚基

4、丙烷型环氧树脂的分子结构：78（3）合成原理控制环氧氯丙烷与二酚基丙烷的摩尔比和合适的反应条件，可合成不同n值（相对分子质量）的树脂，由此可得到一系列不同牌号的环氧树脂。低相对分子质量树脂（n=0～1）在常温下是粘性的液体，中、高相对分子质量树脂（n≥1）在常温下是固体。9主要可能反应有下列四种：A环氧氯丙烷在碱催化下与二酚基丙烷进行加成反应，并闭环生成环氧化合物10B生成的环氧化合物与二酚基丙烷反应C含羟基的中间产物与环氧氯丙烷反应11D含环氧基中间产物与含酚基中间产物之间的反应在缩聚过程中除了上述四个主要的反应外，还可能存在下列一些副反应：E单体环氧氯丙烷水解12F

5、树脂的环氧端基水解G支化反应13H环氧端基发生聚合反应主要发生在高温（大于180℃）并有碱或盐存在的情况下，可交联成体型结构的高聚物。两种单体的投料配比、氢氧化钠的用量、浓度与投料方式以及反应温度等条件对控制反应起着非常重要的作用。14影响因素A二酚基丙烷和环氧氯丙烷的摩尔比B氢氧化钠的用量、浓度与投料方式的影响C反应温度的影响D加料顺序的影响E体系中水含量的影响152．酚醛多环氧树脂在线型分子中含有两个以上的环氧基，交联密度大，具有优良的热稳定性、力学性能、电绝缘性、耐水性和耐腐蚀性。它由线型酚醛树脂与环氧氯丙烷缩聚而成。合成可分为一步法和二步法两种。一步法是在线型酚

6、醛树脂生成后不将树脂分离出，立即投入环氧氯丙烷进行环氧化反应。二步法是在线型酚醛树脂生成后将树脂分离出，再和环氧氯丙烷进行环氧化反应。16173．其它酚类缩水甘油醚型环氧树脂间苯二酚型环氧树脂，间苯二酚–甲醛型环氧树脂，四酚基乙烷型环氧树脂，三羟苯基甲烷型环氧树脂，四溴二酚基丙烷型环氧树脂等。（1）间苯二酚型环氧树脂这类树脂粘度低、工艺加工性好。它是由间苯二酚与环氧氯丙烷缩合而成的具有二个环氧基的树脂：18（2）间苯二酚–甲醛型环氧树脂具有四个环氧基，固化物的热变形温度可达300℃，耐浓硝酸性能优良。由低相对分子质量的间苯二酚–甲醛树脂与环氧氯丙烷缩聚而成的.19（3）

7、四酚基乙烷型环氧树脂高的热变形温度和良好的化学稳定性。由四酚基乙烷与环氧氯丙烷缩聚而成的具有四个环氧基的树脂：20（4）三羟苯基甲烷型环氧树脂热变形温度可达260℃以上，有良好的韧性和湿热强度，可耐长期高温氧化。21（5）四溴二酚基丙烷型环氧树脂由四溴化钾二酚基丙烷与环氧氯丙烷缩聚而成的。主要用作阻燃型环氧树脂，在常温下是固体，它常与二酚基丙烷型环氧树脂混合使用。224．脂肪族多元醇缩水甘油醚型环氧树脂由环氧氯丙烷与多元醇在催化剂存在下反应。反应的中间物脂族氯醇比芳族氯醇对碱更敏感，前者很易水解成二元醇或多元醇。强碱的存在也容易促使脂族环