实验二双酚a型环氧树脂的制备与固化

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1、实验二双酚A型环氧树脂的制备与固化双酚A型环氧树脂的制备与同化一、实验目的1.了解环氧树脂及其制备过程，熟悉双酚A型环氧树脂的实验室制法及固化。2.了解环氧树脂这类反应的一般原理，并对这类树脂的结构和应用有所认识。二、实验原理环氧树脂是指那些分子中至少含有两个反应性环氧基团的树脂化合物。环氧树脂经固化后有许多突出的优异性能，如对各种材料特别是对金属的粘着力很强，有卓越的耐化学腐蚀性，力学强度很高，电绝缘性好，耐腐蚀，等等。此外，环氧树脂可以在相当宽的温度范围内固化，而且固化时体积收缩很小。环氧树脂的上述优异特性使它有着许多非常重要的用

2、途。广泛用于粘合剂（万能胶），涂料、复合材料等方面。环氧树脂的种类繁多，为了区别起见，常在环氧树脂的前面加上不冋单体的名称。如二酚基丙烷（简称双酚A）环氧树脂（由双酚A和环氧氯丙烷制得）；廿油环氧树脂（由廿汕和环氧氯丙烷制得）；丁烯环氧树脂（由聚丁二烯氧化而得）；环戊二烯环氧树脂（由二环戊二烯环氧化制得）。此外，对于同一类型的环氧树脂也根据它们的粘度和环氧值的不同而分成不同的牌号，因此它们的性能和用途也有所差异。冃前应用最广泛的是双酚A型环氧树脂的一些牌号，通常所说的环氧树脂就是双酚A型环氧树脂。合成环氧树脂的方法人致可分两类。一类是

3、用含有环氧基团的化合物（如环氧氯丙烷）或经化学处理后能生成环氧基的化合物（如1.3—二氯丙醇）和二元以上的酚（醇）聚合而得。另一类是使含有双键的聚合物（如聚丁二烯）或小分子（如二环戊二烯）环氧化而得。双酚A型环氧树脂是环氧树脂中产量最大，使用最广的一个品种，它是由双酚A和环氧氯丙烷在氢氧化钠存在下反应生成的：-1-式中n—般在0到25之间。根据相对分子质量火小，环氧树脂可以分成各种型号。一般低相对分子质量环氧树脂的n平均值小于2、软化点低于50°C,也称为软环氧树脂；中等相对分子质量环氧树脂的n值在2〜5之间、软化点在50°C〜95°

4、C之间；而n大于5的树脂（软化点在100°C以上）称为高分子量树脂。相对分子质量对软化点的影响见图18—1。在我国相对分子质量为370的产品被称为环氧618,而环氧6101的相对分子质量在450至500左右。生产中树脂分子量的大小往往是靠环氧氯丙烷与双酚A的用量出来控制的，制备环氧618时这一配比为10,而制环氧6101时该配比为3。图18-1环氧树脂的相对分子质量Mr对软化点温度T的影响在环氧树脂的结构中有羟基（>CH—OH）、醚基（一O—）和极为活泼的环氧基存在。羟基、醚基有高度的极性，使环氧分子与相邻界妞产生了较强的分子间

5、作用力，而环氧基团则与介质表面，特别是金属表面上的游离键起反应，形成化学键。因而，环氧树脂具有很高的粘合力，用途很广，商业上称作“万能胶”。此外，环氧树脂还可作涂料、层压材料、浇铸、浸渍及模具等用途。但是，环氧树脂在未固化前是呈热塑性的线型结构，使用时必须加入固化剂，固化剂与环氧树脂的环氧基等反应，变成网状结构的大分子，成为不溶不熔的热同性成品。环氧树脂在固化前分子量都不高，只有通过固化才能形成体形高分子环氧树脂的固化要借助于固化剂。固化剂的种类很多，主耍有多元胺和多元酸，它们的分子中都含有活泼氢原子，其中用得最多的是液态多元胺类,如

6、二亚乙基三胺和三乙胺等等。环氧树脂在室温下固化时还常常需要加些促进剂如多元硫醇，以达到快速同化的效果。固化剂的选择与环氧树脂的固化温度有关。在通常温度下固化时一般用多元胺和多元酰胺等，而在较高温度下固化时一般选用酸酐和多元酸等为固化剂。应用的固化剂种类很多。不同的固化剂，其交联反应也不同。现以室温下即能固化的乙二胺为例，它是按下列反应进行的:-2-乙二胺的用量按下式计算：m为每100g环氧树脂所需乙二胺的量（g）;M为乙二胺的相对分子质量量（60）;n为乙二胺上活泼氢总数（4）;E为环氧树脂的环氧值。实际使用量，一般比理论上计算值要多

7、10%左右。固化剂用量对成品的机械性能影响很大，必须控制适当。固化剂的用量通常由树脂的环氧值以及所用固化剂的种类来决定。环氧值是指每100g树脂中所含环氧基的摩尔数。应当把树脂的环氧值和环氧摩尔质量区别开来，两者关系如下:环氧值=环氧值=环氧摩尔质量即为含Imol环氧基时树脂的量(g)。本实验制备环氧618或6101,以三乙胺为固化剂。三乙胺分子中没有活泼氢原子，它的作用是将环氧键打开，生成氧负离子，氧负离子再打开另一个环氧键，如此反应下去，达到交联固化的目的。三、实验仪器与药品回流装置，减压装置，搅拌器等，：双酚A,环氧氯丙烷，丙酮

8、，三乙胺，氢氧化钠。四、实验步骤1.双酚A环氧树脂的制备在500mL三口瓶上装好搅拌器、回冷凝管和温度计。加入11.4g(0.05mol)双酚A、46.5g(0.5mol)环氧氯丙烷，0.25〜0.5mL蒸馏水。称取4.