《热固性材料》PPT课件

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1、环氧树脂环氧树脂是指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物。它是一类品种繁多、不断发展的合成树脂，起始于二十世纪30年代，并于40年代后期开始工业化，之后又相继发展了许多新型的环氧树脂品种。由于环氧树脂及其固化后的体系具有一系列可贵的性能，可用作粘合剂、涂料、焊剂、铸塑料和纤维增强复合材料的基体树脂等等，广泛用于机械、电机、化工、航空航天、船舶、建筑等工业部门。环氧树脂的性能和特性①形式多样各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种应用对形式提出的要求，其范围可以从极低的粘度到高熔点固体。②固化方便选用各种不同的固化剂，环氧树脂体系几乎可以在0-18

2、0℃温度范围内固化。③粘附力强环氧树脂中极性羟基和醚键的存在，使其对各种物质具有很高的粘附力。而环氧树脂固化时收缩性低也有助于形成一种强韧的、内应力较小的粘合键。环氧树脂的性能和特性④收缩性低环氧树脂和所用的固化剂的反应是通过直接加成来进行的，没有水或其他挥发性副产物放出，同时环氧树脂又有一定预聚度，故使它们和酚醛树脂、不饱和聚酯树脂相比，在固化过程中显示出很低的收缩性。⑤力学性能固化后的环氧树脂体系具有优良的力学性能。⑥电性能固化后的环氧树脂体系在宽广的频率和温度范围内具有良好的电性能，是一种具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘材料。环氧树脂的性能和特性

3、⑦化学稳定性能固化后的环氧树脂体系具有优良的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性，其化学稳定性是取决于所选用的树脂和固化剂。适当地选用环氧树脂和固化剂，可以使其具有特殊的化学稳定性能。⑧尺寸稳定性上述的许多性能的综合，使固化环氧树脂体系具有较好尺寸稳定性和耐久性。⑨耐霉菌固化环氧树脂体系耐大多数霉菌，可以在苛刻的热带条件下使用。环氧树脂的分类环氧树脂的品种很多，但根据它们的分子结构，大体上可分为五大类：1、缩水甘油醚类2、缩水甘油酯类3、缩水甘油胺类环氧树脂的分类4、线型脂肪族类5、脂环族类缩水甘油醚类环氧树脂缩水甘油醚类环氧树脂是由含活泼氢的酚类和醇类与环氧氯丙烷缩聚而成的

4、。其中最主要且产量最大的是由双酚A与环氧氯丙烷缩聚而成的双酚A型环氧树脂(又称标准环氧树脂），其次是由线型酚醛树脂与环氧氯丙烷缩聚而成的酚醛型环氧树脂。此外，还有用乙二醇、丙三醇、季戊四醇等醇类与环氧氯丙烷缩聚而得的缩水甘油醚类环氧树脂。双酚A型环氧树脂双酚A型环氧树脂的分子结构有下列通式：双酚A型环氧树脂合成涉及的主要反应是：开环反应：（Ⅰ）闭环反应：(Ⅱ)产物Ⅱ再重复，开环、闭环反应，即可得不同n值的环氧树脂，n值由环氧氯丙烷与双酚A摩尔配比和反应条件决定。低分子量的树脂（n=0-1）在常温下是粘性的液体，中、高分子量的树脂（n≥1）在常温下是固体。低分子量液

5、态环氧树脂的合成方法大致归纳为两种工艺路线，第一种工艺称为一步法，双酚A和环氧氯丙烷在氢氧化钠作用下缩合（即开环和闭环反应在同一反应条件下进行）。第二种工艺称为二步法：双酚A和环氧氯丙烷在催化剂（如季铵盐）存在下，第一步通过开环加成反应生成双酚A的氯醇醚中间体，第二步在氢氧化钠存在下进行闭环反应，生成环氧树脂。中、高分子量的固态树脂的合成方法亦有两种工艺，第一种工艺称为一步法，又称taff法，是双酚A和环氧氯丙烷在氢氧化钠存在下进行缩合反应，用于制造中等相对分子量的固态树脂。第二种工艺称为二步法，也称融熔聚合添加法或advancement法，即液态双酚A型环氧树脂

6、和双酚A在催化剂存在下进行加成反应。因二步法具有工艺简单操作方便，设备少，无三废放出的特点，制造高分子量的固态环氧树脂都采用此法。影响环氧树脂质量的因素为了合成预设聚合度的分子链两端以环氧基终止的线型环氧树脂，必须控制合适的反应条件，以减少副反应的反应程度。①双酚A和环氧氯丙烷的摩尔比在实际的生产过程中，由于一系列副反应存在使环氧氯丙烷的用量往往要相应提高，才能得到预设聚合度分子量的树脂，过量程度一般通过实验来确定。②氢氧化钠的用量、浓度与投料方式的影响氢氧化钠在合成过程中既是环氧基与酚羟基加成反应的催化剂，又是氯醇闭环过程中脱氯化氢的催化剂，因此氢氧化钠的过量程

7、度随环氧氯丙烷对双酚A用量增多而减少。氢氧化钠一般配成10%－30%的水溶液使用。而随碱的浓度增大，环氧氯丙烷的活性增大，闭环反应及副反应加速。因此在合成低分子量树脂时用30%的碱液，而高分子树脂时用10%的碱液。原料摩尔比对环氧树脂的影响环氧氯丙烷/双酚A摩尔比分子量软化点10:13709℃2:145143℃1.4:179184℃1.33:180290℃1.25:11133100℃1.2:11420112℃在一次性投料的一步法合成低分子量树脂时，环氧氯丙烷过量甚多，合成过程中环氧氯丙烷水解的可能性有所增加，且在反应后期由于氯醇基团大多闭环后浓度降低，因此碱大量为

8、环氧氯丙烷