热固性材料21学习.pptx

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1、环氧树脂的性能和特环氧树脂的性能和特性性 形式多样形式多样 各种树脂、固化剂、改性剂体系各种树脂、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。范围可以从极低的粘度到高熔点固体。固化方便固化方便 选用各种不同的固化剂，环氧树选用各种不同的固化剂，环氧树脂体系几乎可以在脂体系几乎可以在0-1800-180温度范围内固化。温度范围内固化。粘附力强粘附力强 环氧树脂中极性羟基和醚键的存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

2、助于形成一种强韧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。的、内应力较小的粘合键。第1页/共55页环氧树脂的性能和特性环氧树脂的性能和特性收缩性低收缩性低 环氧树脂和所用的固化剂的反应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，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，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。在固化过程中显示出很低的收缩性。力学性能力学性能 固化后的环氧树脂体系具有优良固化后的环氧

3、树脂体系具有优良的力学性能。的力学性能。电性能电性能 固化后的环氧树脂体系在宽广的频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、耐电弧的优良绝有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘材料。缘材料。第2页/共55页环氧树脂的性能和特性环氧树脂的性能和特性化学稳定性能化学稳定性能 固化后的环氧树脂体系具有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

4、，可以使其具有特殊的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。化学稳定性能。尺寸稳定性尺寸稳定性 上述的许多性能的综合，使固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。化环氧树脂体系具有较好尺寸稳定性和耐久性。耐霉菌耐霉菌 固化环氧树脂体系耐大多数霉菌，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。可以在苛刻的热带条件下使用。第3页/共55页环氧树脂的分类环氧树脂的分类 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：五大类：1 1、缩水甘油醚类、缩水甘油醚类2 2、缩水甘油酯类

5、、缩水甘油酯类3 3、缩水甘油胺类、缩水甘油胺类第4页/共55页环氧树脂的分类环氧树脂的分类4 4、线型脂肪族类、线型脂肪族类5 5、脂环族类、脂环族类第5页/共55页缩水甘油醚类环氧树脂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。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。第6页/共55页双酚双酚A A型环氧树脂型环氧树脂 双酚双酚A A型环氧树脂的分子结构

6、有下列通式：型环氧树脂的分子结构有下列通式：第7页/共55页双酚双酚A A型环氧树脂合成涉及的主要反应是：型环氧树脂合成涉及的主要反应是：开环反应开环反应：（）第8页/共55页闭环反应闭环反应：()()产物产物再重复，开环、闭环反应，即可得不同再重复，开环、闭环反应，即可得不同n n值的环氧值的环氧树脂，树脂，n n值由环氧氯丙烷与双酚值由环氧氯丙烷与双酚A A摩尔配比和反应条件决摩尔配比和反应条件决定。低分子量的树脂（定。低分子量的树脂（n=0-1n=0-1）在常温下是粘性的液体，）在常温下是粘性的液体，中、高分子量的树脂（中、高分子量的树脂（n1n1）在常温下是固体。）在常温下是固体。第9

7、页/共55页低分子量液态环氧树脂的合成方法大致归纳为低分子量液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，双酚两种工艺路线，第一种工艺称为一步法，双酚A A和环氧氯丙烷在氢氧化钠作用下缩合（即开环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：双酚工艺称为二步法：双酚A A和环氧氯丙烷在催化剂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（如季铵盐）存在下，第一步通过开环加成反应生成双酚应生成双酚A A的氯醇醚中间体，第二步在氢氧化的氯醇醚中间体，第二步在氢氧化钠存在下进

8、行闭环反应，生成环氧树脂。钠存在下进行闭环反应，生成环氧树脂。第10页/共55页中、高分子量的固态树脂的合成方法亦有两种中、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，又称工艺，第一种工艺称为一步法，又称tafftaff法，法，是双酚是双酚A A和环氧氯丙烷在氢氧化钠存在下进行缩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。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第二种工艺称为二步法，也称融熔聚合添加法或或advancementadvancement法，即液态双酚法，即液态双酚A A型环氧树脂和型环氧树

9、脂和双酚双酚A A在催化剂存在下进行加成反应。因二步法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的特点，制造高分子量的固态环氧树脂都采用此法。此法。第11页/共55页影响环氧树脂质量的因素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。反应程度。双酚双酚A A和环氧氯丙烷的摩尔比和环氧氯丙烷的摩尔比在实际的

10、生产过程中，由于一系列副反应存在使环氧氯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。量的树脂，过量程度一般通过实验来确定。氢氧化钠的用量、浓度与投料方式的影响氢氧化钠的用量、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度随环氧氯丙烷对双酚氢氧化钠的过量程度随环氧氯丙烷对双酚A

11、A用量增多而用量增多而减少。减少。氢氧化钠一般配成氢氧化钠一般配成10%10%30%30%的水溶液使用。而随碱的的水溶液使用。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加速。因此在合成低分子量树脂时用30%30%的碱液，而高的碱液，而高分子树脂时用分子树脂时用10%10%的碱液。的碱液。第12页/共55页原料摩尔比对环氧树脂的影响原料摩尔比对环氧树脂的影响环氧氯丙烷环氧氯丙烷/双酚双酚A A摩尔比摩尔比分子量分子量 软化点软化点 10:1 10:1 370 370 992:1 2:1 45145143

12、431.4:1 1.4:1 79179184841.33:1 1.33:1 80280290901.25:1 1.25:1 113311331001001.2:1 1.2:1 14201420112112第13页/共55页在一次性投料的一步法合成低分子量树脂时，环氧氯丙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，增加，且在反应后期由于氯醇基团大多闭环后浓度降低，因此碱大量为环氧氯丙烷所获取而引起因此碱大量为环氧氯丙烷所获取而引起水解水解破坏，造成

13、破坏，造成环氧氯丙烷的回收率很低。而在二步法中采用环氧氯丙烷的回收率很低。而在二步法中采用“二次投二次投碱法碱法”，把总的碱量合理地一分为二，分两次投入。第，把总的碱量合理地一分为二，分两次投入。第一次投入碱后，主要起一次投入碱后，主要起加成及部分闭环反应加成及部分闭环反应，氯醇基团，氯醇基团的含量较高，过量的环氧氯丙烷水解反应的几率降低，的含量较高，过量的环氧氯丙烷水解反应的几率降低，当树脂的分子链基本形成后，必须立即回收环氧氯丙烷，当树脂的分子链基本形成后，必须立即回收环氧氯丙烷，同时体系的粘度较低也有利于环氧氯丙烷的蒸出，第二同时体系的粘度较低也有利于环氧氯丙烷的蒸出，第二次投入的碱主要

14、起氯醇基团的次投入的碱主要起氯醇基团的闭环反应闭环反应。第14页/共55页反应温度的影响反应温度的影响为防止单体环氧氯丙烷及中间物环氧端基的水为防止单体环氧氯丙烷及中间物环氧端基的水解反应等反应，起始反应温度一般稍低，到反解反应等反应，起始反应温度一般稍低，到反应后期才逐渐升高温度，即阶段控温法。应后期才逐渐升高温度，即阶段控温法。第15页/共55页加料顺序的影响加料顺序的影响在低分子量液体树脂的合成过程中是采用在两在低分子量液体树脂的合成过程中是采用在两种单体的混合物中滴加液碱的加料方式，而在种单体的混合物中滴加液碱的加料方式，而在高分子量树脂的合成过程中是采用在双酚高分子量树脂的合成过程中

15、是采用在双酚A A与液与液碱混合物中再投入环氧氯丙烷的加料方式。采碱混合物中再投入环氧氯丙烷的加料方式。采用碱后加法可使反应一开始就在环氧氯丙烷浓用碱后加法可使反应一开始就在环氧氯丙烷浓度较高的条件下进行，因此制得的树脂分子量度较高的条件下进行，因此制得的树脂分子量较后加环氧氯丙烷的方式所制得的树脂要小。较后加环氧氯丙烷的方式所制得的树脂要小。一般低分子量树脂均采用碱后加法，而高分子一般低分子量树脂均采用碱后加法，而高分子量树脂采用环氧氯丙烷后加法合成。量树脂采用环氧氯丙烷后加法合成。第16页/共55页体系中水含量的影响体系中水含量的影响已有报导，在制备相对低分子量树脂时，为了已有报导，在制备

16、相对低分子量树脂时，为了得到较高的产率（得到较高的产率（90%90%95%95%），在反应体系中），在反应体系中必须维持水的含量在必须维持水的含量在0.3%-2%0.3%-2%之间。无水条件下之间。无水条件下反应不能发生，而当水含量大于反应不能发生，而当水含量大于2%2%时常会导致时常会导致不希望的副反应发生。不希望的副反应发生。第17页/共55页酚醛型环氧树脂酚醛型环氧树脂 与双酚与双酚A A型环氧树脂相比，在其线型分子中含有两个以上的环氧型环氧树脂相比，在其线型分子中含有两个以上的环氧基，当酚醛树脂聚合度基，当酚醛树脂聚合度n n约等于约等于1.61.6左右时，经环氧化后，每一左右时，经环

17、氧化后，每一树脂分子中大致上含有树脂分子中大致上含有3.63.6个环氧基，因此固化后产物的交联密个环氧基，因此固化后产物的交联密度大，具有优良的热稳定性、力学强度、电绝缘性、耐水性和度大，具有优良的热稳定性、力学强度、电绝缘性、耐水性和耐腐蚀性。耐腐蚀性。酚醛型环氧树脂的合成方法，有一步法和二步法两种方法。一酚醛型环氧树脂的合成方法，有一步法和二步法两种方法。一步法是在线型酚醛树脂生成后不将树脂分离出，立即投入环氧步法是在线型酚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。二步法是线型酚醛树脂生成后将树脂氯丙烷进行环氧化反应。二步法是线型酚醛树脂生成后将树脂分离出，再和环氧氯丙

18、烷进行环氧化反应。分离出，再和环氧氯丙烷进行环氧化反应。第18页/共55页其它缩水甘油醚型环氧树脂其它缩水甘油醚型环氧树脂 除用线型酚醛树脂外，其它的多羟基酚类也用来合成缩水甘油醚型环氧树脂。其除用线型酚醛树脂外，其它的多羟基酚类也用来合成缩水甘油醚型环氧树脂。其中有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、中有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、四溴双酚三羟苯基甲烷型环氧树脂、四溴双酚A A型环氧树脂等。这类树脂的环氧值高，固型环氧树脂等。这类树脂的环氧值高，固化后，交联密度大，使材料具有高的耐热性、耐水性等，可单

19、独或与标准型环氧化后，交联密度大，使材料具有高的耐热性、耐水性等，可单独或与标准型环氧树脂共混，供作高性能复合材料的基体。树脂共混，供作高性能复合材料的基体。第19页/共55页脂肪多元醇缩水甘油醚型环氧树脂脂肪多元醇缩水甘油醚型环氧树脂脂族多元醇缩水甘油醚分子中含有两个或两个以上的环脂族多元醇缩水甘油醚分子中含有两个或两个以上的环氧基，这类树脂绝大多数粘度很低；大多数品种具有水氧基，这类树脂绝大多数粘度很低；大多数品种具有水溶性，长链线型分子，富有柔韧性。溶性，长链线型分子，富有柔韧性。这类树脂可由环氧氯丙烷与多元醇在催化剂存在下反应。这类树脂可由环氧氯丙烷与多元醇在催化剂存在下反应。合成反应

20、的中间物脂肪族氯醇比芳族氯醇对碱更敏感，合成反应的中间物脂肪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，同时，强碱的存在也前者很易水解成二元醇或多元醇，同时，强碱的存在也容易促使脂族环氧化物聚合。因此第一步形成氯醇的反容易促使脂族环氧化物聚合。因此第一步形成氯醇的反应一般用路易土酸类作催化剂，第二步的脱氯反应必须应一般用路易土酸类作催化剂，第二步的脱氯反应必须在碱的乙醇溶液中进行。在碱的乙醇溶液中进行。第20页/共55页丙三醇环氧树脂丙三醇环氧树脂丙三醇环氧树脂是由丙三醇与环氧氯丙烷在三丙三醇环氧树脂是由丙三醇与环氧氯丙烷在三氟化硼乙醚络合物的催化下进行缩合，再以氟化硼乙醚络合物

21、的催化下进行缩合，再以氢氧化钠脱氯化氢闭环而得。氢氧化钠脱氯化氢闭环而得。丙三醇环氧树脂具有很强的粘合力，可用作粘丙三醇环氧树脂具有很强的粘合力，可用作粘合剂。可与标准型环氧树脂混合使用，以降低合剂。可与标准型环氧树脂混合使用，以降低操作粘度和增加固化体系的韧性。此外，还可操作粘度和增加固化体系的韧性。此外，还可用作毛织品、棉布和化学纤维的处理剂，处理用作毛织品、棉布和化学纤维的处理剂，处理后的织物具有防皱、防缩和防虫蛀等优点。后的织物具有防皱、防缩和防虫蛀等优点。第21页/共55页季戊四醇环氧树脂季戊四醇环氧树脂由季戊四醇与环氧氯丙烷缩合而成。季戊四醇由季戊四醇与环氧氯丙烷缩合而成。季戊四醇

22、环氧树脂平均具有约环氧树脂平均具有约2.22.2个环氧基团，用胺类固个环氧基团，用胺类固化时比双酚化时比双酚A A型环氧树脂要快型环氧树脂要快2828倍。它与丙三倍。它与丙三醇环氧树脂一样，也是水溶性的。若在双酚醇环氧树脂一样，也是水溶性的。若在双酚A A型型环氧树脂中混合环氧树脂中混合20%20%的季戊四醇环氧树脂，可使的季戊四醇环氧树脂，可使体系粘度下降一半，并可粘合潮湿的表面，显体系粘度下降一半，并可粘合潮湿的表面，显示良好的粘结性能。示良好的粘结性能。第22页/共55页多缩二元醇环氧树脂多缩二元醇环氧树脂 这类树脂常用作双酚这类树脂常用作双酚A A型环氧树脂的增韧剂。型环氧树脂的增韧剂

23、。第23页/共55页缩水甘油酯类环氧树脂缩水甘油酯类环氧树脂 缩水甘油酯环氧树脂和双酚缩水甘油酯环氧树脂和双酚A A环氧树脂比较，具环氧树脂比较，具有粘度低，使用工艺性能好，反应活性高，粘有粘度低，使用工艺性能好，反应活性高，粘合力高，固化物力学性能好，电绝缘性、尤其合力高，固化物力学性能好，电绝缘性、尤其是耐漏电痕迹性好，良好的耐超低温性，较好是耐漏电痕迹性好，良好的耐超低温性，较好的表面光泽度，透光性、耐气候性好。的表面光泽度，透光性、耐气候性好。缩水甘油酯的合成法有：多元羧酸酰氯环氧缩水甘油酯的合成法有：多元羧酸酰氯环氧氯丙醇法；多元羧酸环氧氯丙醇法；多元羧氯丙醇法；多元羧酸环氧氯丙醇法

24、；多元羧酸环氧氯丙烷法；多元羧酸盐环氧氯丙烷酸环氧氯丙烷法；多元羧酸盐环氧氯丙烷法；酸酐环氧氯丙烷法等方法。法；酸酐环氧氯丙烷法等方法。第24页/共55页常见的缩水甘油酯类环氧树脂有邻苯二甲酸二常见的缩水甘油酯类环氧树脂有邻苯二甲酸二缩水甘油酯、间苯二甲酸二缩水甘油酯、对苯缩水甘油酯、间苯二甲酸二缩水甘油酯、对苯二甲酸二缩水甘油酯、四氢邻苯二甲酸二缩水二甲酸二缩水甘油酯、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、偏苯甘油酯、六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、偏苯三酸三缩水甘油酯等。三酸三缩水甘油酯等。缩水甘油酯类环氧树脂一般用胺类固化剂固化，缩水甘油酯类环氧树脂一般用胺类固化剂固化，其

25、固化反应似类于缩水甘油醚类环氧树脂。其固化反应似类于缩水甘油醚类环氧树脂。第25页/共55页缩水甘油胺类环氧树脂缩水甘油胺类环氧树脂 缩水甘油胺类环氧树脂是以脂肪族伯胺或仲胺缩水甘油胺类环氧树脂是以脂肪族伯胺或仲胺和环氧氯丙烷合成，这类树脂的特点是官能度和环氧氯丙烷合成，这类树脂的特点是官能度高，环氧当量大、交联密度大、耐热性高。多高，环氧当量大、交联密度大、耐热性高。多用来制造碳纤维复合材料，用于飞机二次结构用来制造碳纤维复合材料，用于飞机二次结构材料。主要品种有：苯胺环氧树脂、对氨基苯材料。主要品种有：苯胺环氧树脂、对氨基苯酚环氧树脂、酚环氧树脂、4 4，4 4二氨基二苯甲烷环氧树二氨基二

26、苯甲烷环氧树脂、三聚氰酸环氧树脂等。脂、三聚氰酸环氧树脂等。第26页/共55页海茵环氧树脂海茵环氧树脂 粘度低、工艺性能好。海茵环氧树脂的粘度比双酚粘度低、工艺性能好。海茵环氧树脂的粘度比双酚A A型型环氧树脂要低得多，在使用时无需添加稀释剂就有很好环氧树脂要低得多，在使用时无需添加稀释剂就有很好的工艺。的工艺。热稳定性好，能耐高温。海茵环氧树脂的固化制品在热稳定性好，能耐高温。海茵环氧树脂的固化制品在180180下可使用下可使用5000h5000h以上；在以上；在130130的使用寿命为的使用寿命为4040年。年。耐气候性好。由海茵环氧树脂制得的涂料，在日光或耐气候性好。由海茵环氧树脂制得的

27、涂料，在日光或紫外光暴晒下，性能优于双酚紫外光暴晒下，性能优于双酚A A型环氧树脂和丙烯酸树脂型环氧树脂和丙烯酸树脂涂料，它具有不易变黄和粉化的特点，其耐盐雾、抗腐涂料，它具有不易变黄和粉化的特点，其耐盐雾、抗腐蚀性也很突出。蚀性也很突出。在高电压或超高压下电性能突出，尤其是耐电弧性和在高电压或超高压下电性能突出，尤其是耐电弧性和抗漏电痕迹化更引人注目。抗漏电痕迹化更引人注目。未固化的海茵环氧树脂具有良好的水溶性，可以用来未固化的海茵环氧树脂具有良好的水溶性，可以用来处理纺织品、纸张，以提高强度和抗皱性能。处理纺织品、纸张，以提高强度和抗皱性能。海茵环氧树脂的极性很强，对玻璃纤维和多种填料都海

28、茵环氧树脂的极性很强，对玻璃纤维和多种填料都有很好的润湿能力和粘接性能。有很好的润湿能力和粘接性能。第27页/共55页脂环族环氧树脂脂环族环氧树脂 脂环族环氧树脂是由脂环族烯烃的双键经环氧脂环族环氧树脂是由脂环族烯烃的双键经环氧化而制得的，它们的分子结构和双酚化而制得的，它们的分子结构和双酚A A型环氧树型环氧树脂及其他环氧树脂有很大差异，前者环氧基都脂及其他环氧树脂有很大差异，前者环氧基都直接连接在脂环上，而后者的环氧基都是以环直接连接在脂环上，而后者的环氧基都是以环氧丙基醚连接在苯核或脂肪烃上。氧丙基醚连接在苯核或脂肪烃上。脂环族环氧树脂的固化物的特点有：脂环族环氧树脂的固化物的特点有：较

29、高的较高的抗压与抗拉强度；抗压与抗拉强度；长期暴置在高温条件下仍长期暴置在高温条件下仍能保持良好的力学性能和电性能；能保持良好的力学性能和电性能；耐电弧性耐电弧性较好；较好；耐紫外光老化性能及耐气候性好。耐紫外光老化性能及耐气候性好。第28页/共55页二氧化双环戊二烯的结构为：二氧化双环戊二烯的结构为：它是高熔点固体，可与固化剂混合后成为低共它是高熔点固体，可与固化剂混合后成为低共熔物。例如：熔物。例如：100g100g二氧化双环戊二烯与二氧化双环戊二烯与4850g4850g顺酐（或苯酐），顺酐（或苯酐），7.48g7.48g甘油（或三羟甲基丙烷）甘油（或三羟甲基丙烷）混合后，在混合后，在50

30、705070时已成为均匀液体，适用期时已成为均匀液体，适用期长。长。第29页/共55页3,43,4环氧基环氧基-6-6-甲基环已烷甲酸甲基环已烷甲酸-环氧基环氧基-甲基环甲基环已烷甲酯已烷甲酯 它是浅黄色低粘度液体，环氧值为它是浅黄色低粘度液体，环氧值为0.62-0.62-0.670.67当量当量/100g/100g。广泛用于缠绕、层压、。广泛用于缠绕、层压、浇铸、涂料和粘合等方面，也可用作双浇铸、涂料和粘合等方面，也可用作双酚酚A A型环氧树脂的稀释剂。型环氧树脂的稀释剂。第30页/共55页二氧化双环戊烯基醚二氧化双环戊烯基醚 它主要用胺类固化剂，固化物具有高强度，高它主要用胺类固化剂，固化

31、物具有高强度，高耐热性及高延伸率。如其力学强度比双酚耐热性及高延伸率。如其力学强度比双酚A A型环型环氧树脂高氧树脂高50%50%左右，热变形温度可达左右，热变形温度可达235235。第31页/共55页脂肪族环氧树脂脂肪族环氧树脂 这类树脂与双酚这类树脂与双酚A A型环氧树脂及脂环族环氧树脂型环氧树脂及脂环族环氧树脂不同，在分子结构里不仅无苯核，也无脂环结不同，在分子结构里不仅无苯核，也无脂环结构。仅有脂肪链，环氧基与脂肪链相连。其主构。仅有脂肪链，环氧基与脂肪链相连。其主要品种有：要品种有：1 1、环氧化聚丁二烯树脂、环氧化聚丁二烯树脂环氧化聚丁二烯树脂是由相对低分子量的液体环氧化聚丁二烯树

32、脂是由相对低分子量的液体聚丁二烯树脂分子中的双键经环氧化而得。在聚丁二烯树脂分子中的双键经环氧化而得。在它的分子中存在环氧基、羟基和酯基侧链等结它的分子中存在环氧基、羟基和酯基侧链等结构。构。第32页/共55页环氧化聚丁二烯树脂是浅黄色粘稠液体，一般环氧值环氧化聚丁二烯树脂是浅黄色粘稠液体，一般环氧值0.162-0.1860.162-0.186当量当量/10g/10g，碘值，碘值180180。易溶于苯、甲苯、。易溶于苯、甲苯、乙醇、丙酮、汽油等溶剂，易与酸酐类固化剂反应，也乙醇、丙酮、汽油等溶剂，易与酸酐类固化剂反应，也能和胺类固化剂反应。能和胺类固化剂反应。树脂分子中的不饱和双键可与许多乙烯

33、类单体（例如苯树脂分子中的不饱和双键可与许多乙烯类单体（例如苯乙烯）进行共聚反应，环氧基和羟基等可进行一系列其乙烯）进行共聚反应，环氧基和羟基等可进行一系列其它的化学反应，因此可用多种类型的改性剂进行改性。它的化学反应，因此可用多种类型的改性剂进行改性。环氧化聚丁二烯树脂固化后的强度、韧性、粘接性、耐环氧化聚丁二烯树脂固化后的强度、韧性、粘接性、耐正负温度性能都很良好，在正负温度性能都很良好，在6060到到+160+160范围内，范围内，可以正常工作。它主要用作复合材料、浇铸、粘合剂、可以正常工作。它主要用作复合材料、浇铸、粘合剂、电器密封涂料以及用作其它类型环氧树脂的改性剂。电器密封涂料以及

34、用作其它类型环氧树脂的改性剂。第33页/共55页二缩水甘油醚二缩水甘油醚 二缩水甘油醚由环氧氯丙烷制备，结构为：二缩水甘油醚由环氧氯丙烷制备，结构为：在制备二缩水甘油醚的过程中，会生成一部分在制备二缩水甘油醚的过程中，会生成一部分高沸点的多缩水甘油醚。二缩水甘油醚主要用高沸点的多缩水甘油醚。二缩水甘油醚主要用来降低双酚来降低双酚A A型环氧树脂粘度，延长适用期，用型环氧树脂粘度，延长适用期，用量较少时，不会降低树脂固化物的高温性能。量较少时，不会降低树脂固化物的高温性能。多缩水甘油醚在制造大型模具及大部件浇铸时多缩水甘油醚在制造大型模具及大部件浇铸时不仅能起到稀释剂作用，而且还能增加树脂的不仅

35、能起到稀释剂作用，而且还能增加树脂的韧性。韧性。第34页/共55页环氧树脂的固化剂及其特性环氧树脂的固化剂及其特性 环氧树脂本身是热塑性的线型结构，加入固化剂在一定环氧树脂本身是热塑性的线型结构，加入固化剂在一定温度条件下能进行交联固化反应，并生成体型网状结构。温度条件下能进行交联固化反应，并生成体型网状结构。环氧树脂的固化剂可分为两类：一类是可与环氧树脂分环氧树脂的固化剂可分为两类：一类是可与环氧树脂分子进行子进行加成加成，并通过逐步聚合反应的历程使它交联成体，并通过逐步聚合反应的历程使它交联成体型网状结构。这类固化剂又称反应性固化剂，一般都含型网状结构。这类固化剂又称反应性固化剂，一般都含

36、有活泼的氢原子，例如多元伯胺、多元羧酸、多元硫醇有活泼的氢原子，例如多元伯胺、多元羧酸、多元硫醇和多元酚等。另一类是催化性的固化剂，它可引发树脂和多元酚等。另一类是催化性的固化剂，它可引发树脂分子中的环氧基按阳离子或阴离子聚合物历程进行固化分子中的环氧基按阳离子或阴离子聚合物历程进行固化反应，例如叔胺和反应，例如叔胺和三氟化硼络合物三氟化硼络合物等。两类固化剂都是等。两类固化剂都是通过树脂分子结构的环氧基或仲羟基的反应完成固化过通过树脂分子结构的环氧基或仲羟基的反应完成固化过程的。程的。第35页/共55页环氧树脂稀释剂和增韧剂环氧树脂稀释剂和增韧剂 稀释剂主要用来降低环氧树脂的粘度，使树脂有较

37、好的稀释剂主要用来降低环氧树脂的粘度，使树脂有较好的浸润性及渗透性。一般稀释剂有两种：非活性释释剂与浸润性及渗透性。一般稀释剂有两种：非活性释释剂与活性稀释剂。非活性稀释剂不能与环氧树脂及固化剂进活性稀释剂。非活性稀释剂不能与环氧树脂及固化剂进行反应，纯属物理混入过程，仅仅达到降低粘度的目的。行反应，纯属物理混入过程，仅仅达到降低粘度的目的。一般加入量为树脂质量的一般加入量为树脂质量的5%-15%5%-15%。由于一部分非活性。由于一部分非活性稀释剂在固化过程中挥发掉，会引起收缩性增加及粘接稀释剂在固化过程中挥发掉，会引起收缩性增加及粘接性降低。非活性稀释剂有酮类、酯类、甲苯等；活性稀性降低。

38、非活性稀释剂有酮类、酯类、甲苯等；活性稀释剂在其分子结构中含有活性基团，能与环氧树脂及固释剂在其分子结构中含有活性基团，能与环氧树脂及固化剂反应，因此固化物的性能几乎没有影响，有时还能化剂反应，因此固化物的性能几乎没有影响，有时还能增加固化体系的韧性。活性稀释剂有乙二醇二缩水甘油增加固化体系的韧性。活性稀释剂有乙二醇二缩水甘油醚、环氧丙烷丙烯醚等。醚、环氧丙烷丙烯醚等。第36页/共55页增韧剂能够改善固化物的抗冲击强度及耐热冲增韧剂能够改善固化物的抗冲击强度及耐热冲击性能，提高粘合剂的剥离强度，减少固化时击性能，提高粘合剂的剥离强度，减少固化时的反应热及收缩性。但随着增韧剂的加入，固的反应热及

39、收缩性。但随着增韧剂的加入，固化物的某些力学性能、电性能、化学稳定性，化物的某些力学性能、电性能、化学稳定性，特别是耐溶剂性和耐热性会有所下降。特别是耐溶剂性和耐热性会有所下降。增韧剂有两大类：非活性增韧剂和活性增韧剂。增韧剂有两大类：非活性增韧剂和活性增韧剂。非活性增韧剂与环氧树脂相容性良好，但不能非活性增韧剂与环氧树脂相容性良好，但不能参与固化反应，因此时间长了还会游离出来，参与固化反应，因此时间长了还会游离出来，造成制品容易老化。它们本身的粘度都很小，造成制品容易老化。它们本身的粘度都很小，可兼作稀释剂用，可增加树脂的流动性，有利可兼作稀释剂用，可增加树脂的流动性，有利于浸润、扩散和吸附

40、，一般用量为树脂质量的于浸润、扩散和吸附，一般用量为树脂质量的5%-20%5%-20%。第37页/共55页活性增韧剂主要是一些含有各种能参与固化反活性增韧剂主要是一些含有各种能参与固化反应的活性基团（如环氧基、巯基、氨基等）的应的活性基团（如环氧基、巯基、氨基等）的高聚物，可直接参与环氧树脂的固化反应，成高聚物，可直接参与环氧树脂的固化反应，成为交联体系中的一个组成部分，因此增韧效果为交联体系中的一个组成部分，因此增韧效果明显稳定。常用的品种有：低分子量聚酰胺明显稳定。常用的品种有：低分子量聚酰胺 、聚硫橡胶聚硫橡胶 、二元醇二缩水甘油醚环氧树脂、二元醇二缩水甘油醚环氧树脂 和和丁腈橡胶等。丁

41、腈橡胶等。第38页/共55页环氧树脂的缩聚反应和固化反应环氧树脂的缩聚反应和固化反应环氧树脂的种类很多环氧树脂的种类很多,而其中最典型而其中最典型,产量最大（占产量最大（占90%90%）,且用途最广的是二酚基丙烷（即双酚且用途最广的是二酚基丙烷（即双酚A A）与环氧氯丙烷）与环氧氯丙烷所合成的环氧树脂所合成的环氧树脂,其总的化学反应如下其总的化学反应如下:第39页/共55页在在形形成成的的线线型型环环氧氧树树脂脂分分子子中中,两两端端有有可可参参加加的的环环氧氧基基,链链中中有有仲仲羟羟基基,在在交交联联剂剂的的存存在在下下,可可交交联形成体型结构的高聚物。联形成体型结构的高聚物。第40页/共

42、55页环氧树脂的制备环氧树脂的制备环氧氯丙烷和双酚环氧氯丙烷和双酚A A混合物在混合物在6060加热搅拌，由于是放热反应，应加热搅拌，由于是放热反应，应采取降温措施。产物为环氧树脂和氯化钠，用甲苯进行过滤。最采取降温措施。产物为环氧树脂和氯化钠，用甲苯进行过滤。最后减压蒸馏（后减压蒸馏（150/5mmHg150/5mmHg）除去微量易挥发物和甲苯。）除去微量易挥发物和甲苯。第41页/共55页第42页/共55页第43页/共55页第44页/共55页第45页/共55页第46页/共55页第47页/共55页双酚双酚A A的合成的合成摩尔比是摩尔比是4:14:1，氯化氢为催化剂，通入混合物，氯化氢为催化剂

43、，通入混合物8 8小时小时,期间温度保持低期间温度保持低于于9090以抑制形成异构体。双酚以抑制形成异构体。双酚A A沉淀物过滤，甲苯洗掉未反应的苯沉淀物过滤，甲苯洗掉未反应的苯酚，苯酚得以回收。双酚酚，苯酚得以回收。双酚A A用乙醇用乙醇/水溶液进行重结晶。水溶液进行重结晶。第48页/共55页双酚双酚A A的生产工艺流程的生产工艺流程 1 1反应釜；反应釜；2 2、4 4、5 5、7 7、8 8、9 9精馏塔；精馏塔；3 3分离器；分离器；6 6收集器；收集器；1010结晶器；结晶器；1111离心机：离心机：1212干燥器干燥器第49页/共55页阳离子交换树脂法合成双酚阳离子交换树脂法合成双酚A A的工艺流程的工艺流程 第50页/共55页环氧氯丙烷的合成环氧氯丙烷的合成 base CH2=CH-CH3+Cl2-CH2=CH-CH2-Cl +HCl -HOCl O /-CH2-CH-CH2-Cl epichlorohydrin 第51页/共55页丙烯高温氯化法制环氧氯丙烷工艺流程丙烯高温氯化法制环氧氯丙烷工艺流程 第52页/共55页反应釜结构示意反应釜结构示意 第53页/共55页一步法中等分子量环氧树脂制造工艺流程一步法中等分子量环氧树脂制造工艺流程 第54页/共55页感谢您的观看！第55页/共55页