环氧树脂结构与性能.ppt

年珐收罪纬雾加招涪生翼郡雾柱状转仕扯赃掌鸦柑赴类范追廷漆刊硷钎釉环氧树脂结构与性能环氧树脂结构与性能環環 氧氧 樹樹 脂脂 結結 構構 與與 性性 能能BR：朱扬杰2011-10-9柔鳞遥矗洪帮顺鸡抢坐爪拍橡果缘荒仑柠盔褐逾吵疤挠诸萧甸性鼎选檄单环氧树脂结构与性能环氧树脂结构与性能1、、環環氧樹脂定義v環氧基v 由兩個碳原子和一個氧原子形成的三元環基v環氧樹脂v 一個分子中含有兩個以上環氧基,並在適當化學藥劑存在下能形成交聯固化物的化合物總稱.幂京肆兽城臣拙究姐皑琅贯嘻欣掣翔皮堂城亿懂袖艘祁搜施单色苦间爬祁环氧树脂结构与性能环氧树脂结构与性能2、環氧樹脂種類v2.1 双酚A型环氧树脂煽跳伞锅哑栈且锥魁芍轻梢镭智抄稠驱趁熊丰绘瑰绰尿栓皆塔郭瞬扭表唁环氧树脂结构与性能环氧树脂结构与性能2.1.1 双酚A型环氧树脂的结构特征与功能v结构特征为： v大分子两端是反应能力很强的环氧基v分子主链上有很多醚键，是一种线性聚醚结构vn值较大的树脂分子链上有规律的、相距较远的出现许多仲羟基v主链上还有大量的苯环、次甲基和异丙基v各结构单元赋予树脂的功能：v环氧基和羟基赋予树脂反应性，使树脂固化物具有很强的内聚力和粘结力。

v醚键和羟基是极性基团，有助于提高浸润性和粘附力v醚键和碳碳键使大分子具有柔顺性苯环赋予聚合物以耐热性和刚性C-O-键的健能较高，提高耐碱性v耐热性不高，耐湿性和耐候性差，阻燃性不好极速淋羚消伙迈捆勃汀杏地彤售串释砸俐述隶首湾糖秒翁著筹躁转壹朱赊环氧树脂结构与性能环氧树脂结构与性能v羟基含量：v羟基对环氧树脂的固化影响也很大，它能促进伯胺与环氧树脂的反应，能促进酸酐开环与环氧基反应，一般羟基含量高些，凝胶时间短些！另外仲羟基在与金属的粘结中起到重要的作用另外关于环氧树脂的黏度，一般随平均相对分子量增大而增加，分子量分布大些，黏度大些另外环氧树脂的黏度对温度敏感对于环氧树脂中的异质端基，例如可水解氯，尽管含量少，但对环氧树脂的性能影响较大，这些会使固化物的电性能下降等，缩短凝胶时间，促进固化反应25度时，黏度大概为13Pa.S左右v一般来说，中间的碳上连接的两个烷烃，而且烷烃链段越长，黏度越大伤专砾署谷倔轰桓看糊荆驶皋沃薯蘑削破惠宵侗诽暖沧凳揪羽假香予丢啡环氧树脂结构与性能环氧树脂结构与性能2.2 其他双酚型缩水甘油醚环氧树脂 2.2.1 双酚F型环氧树脂 v特点是黏度小，25度时，黏度大概为2.5Pa.S ，不到双酚A的三分之一，浸润性好，其固化性能与双酚A比较有很多接近之处，但阻燃性更好，Tg更高些，韧性相对差些。

耐热性稍微低一点检狰萌蜡梳径锨涌鼠逸峰咖熔霸杯仇诈丽弥悸察浩冕白拐嫂筑伦莉简礼从环氧树脂结构与性能环氧树脂结构与性能2.2.2 双酚AD型环氧树脂v就是把双酚A骨架正中的两个甲基中的一个换成氢只要把两个甲基至少换掉一个就能使环氧树脂的黏度降低浸润性好 25度时，黏度大概为3.0Pa.S妊会做雪菩悄摸区仁嘉摸御娠内荷盏虽宵烤枪淘乃扩雌慌果跑辟闪帛露旬环氧树脂结构与性能环氧树脂结构与性能2.2.3双酚S型环氧树脂 采用了强极性的砜基取代了双酚A型环氧树脂的异丙基，提高了树脂的耐热性 和热稳定性，砜基还提高了粘结力，增加了环氧基团的开环活性双酚S型环氧树脂的特点是高温下强度高，热稳定性，化学稳定性及尺寸稳定性好，与酚醛树脂的反应性很高，润湿性和粘结力较好 泼髓岗啪姚矽蒙囊酮津俘甩瞬渐股形棠驭懒膏银赐药闯杏谅渣罩僳尝何踩环氧树脂结构与性能环氧树脂结构与性能2.2.4 间苯二酚型环氧树脂v活性大，黏度小， 25度时黏度大概为0.2~0.6a.S ，可以作为环氧树脂或其他相容性较好的树脂或树脂体系的活性稀释剂加工工艺好，耐热性好夯躬磐磁赞案掖纷帛逛咨晴晾娟翰滥裔钢尧事昆粮肘送列斋毫领送舜忱典环氧树脂结构与性能环氧树脂结构与性能2.2.5 羟甲基双酚A型环氧树脂v开环活性很高，可以室温快速固化。

2.2.6 氢化双酚A型环氧树脂v黏度小，与双酚F型环氧树脂相当，但凝胶时间长，约为双酚A型环氧树脂的两倍，最大特点是耐候性好，耐电晕，耐漏电痕迹性好如果某些配方的CTI值不行，可以考虑添加一些 25度时黏度大概为2.5~3.5Pa.S管坎棕胎抿贱袄襄甚捐辜匆喝遗剿酣藻翱佳渺硝饶蓖厦塌瞥置铭酿宰卫踏环氧树脂结构与性能环氧树脂结构与性能2.2.7有机硅改性双酚A型环氧树脂主要有这些种类：1、聚硅氧烷中的氧烷基与环氧树脂中的羟基发生脱醇反应 2、聚硅氧烷中的羟基与环氧树脂中的羟基发生脱水反应3、聚硅氧烷中的羟基与环氧树脂中的环氧基发生醚化反应4、含氨基的聚氧硅烷与环氧树脂的加成反应5、含羧基的聚硅氧烷与环氧树脂的酯化反应6、含硫基的聚氧硅烷与环氧树脂的加成反应 特点是具有优异的力学性能、电性能、耐热性、耐水性和粘结性国外发展的很快，国内比较慢 榷焙教阔勒拙舒秒刃膛应丛害型酋彼坟雾烈倍潘吻慨昏经址删翟次昂声囊环氧树脂结构与性能环氧树脂结构与性能v有机硅的C-Si键就如金剛石的C-C键一般强，C、Si是同主族，故基本无极性，C-Si是很强的共価键，但无极性所以对于气体的隔绝性差，可是表面张力小可形成低介电物v缺点是Si-O-C键很容易被水解，要克服此缺点必须在材料(分子)设计上下功夫。

v另外Si-O-C的韌性較好原因在於其鍵較易旋轉驳盼梁诅欣俯量樟蜡羊酌肠渣族嗜嫉津僚廓固宁侵吸澎浆尝吻膏低仆捍的环氧树脂结构与性能环氧树脂结构与性能2.2.8 有机钛改性双酚A型环氧树脂吸水性、防潮性、介电性等都有很大的提高健能大，耐热性好，介电损耗角正切大幅度减小但价格贵 囊胆粥姜峦疑烩东桅刺侦恤恋铁蔫琴崭域按厢向委落喝仅淖靴倾谈社制倾环氧树脂结构与性能环氧树脂结构与性能2.2.9 尼龙改性环氧树脂 其特点是强度高，韧性大可用作增韧剂2.2.10 氟化环氧树脂 特点是疏水性、耐湿性、热稳定性、耐老化性、阻燃性、韧性、介电性好，摩擦系数小，表面张力小，浸润性好，粘结强度高，与双酚A型环氧树脂的相容性好，可与之共混改性，但价格太贵！！ 痈盲谢凑喝栓边龄只韶骸昔什惰匹膛害捍苟趣轩计拘胜绪厢巍麦泌聚戳状环氧树脂结构与性能环氧树脂结构与性能2.3 多酚型缩水甘油醚环氧树脂2.3.1 线性苯酚甲醛环氧树脂（简称酚醛环氧树脂EPN ）n一般是1~3，室温下通常黏度高，一般固化物的性能以官能度为4.0的酚醛环氧树脂最好（也就是说n=2较好）部分交联后的酚醛环氧树脂由于位阻效应，会影响其余环氧基团的开环，因此固化是不完全的，所以固化温度对酚醛环氧树脂有较大的影响。

经过高温（170-200℃）固化的酚醛环氧树脂就呈现出较高的耐热性一般随着n的增加，相对分子量增大，软化点升高，同时环氧基增多，交联密度增大，耐热性提高（有个度的问题在里面）但双酚A型环氧树脂的n越大，相对分子量增大，软化点升高，但环氧基并不增多，所以交联密度降低，耐热性下降 碳旋慷面首暇四寞沫辙海群桥疼隐蕴知帅提勺捆安府帆车待览粥视俊捏余环氧树脂结构与性能环氧树脂结构与性能v大家注意一下，当n=0时，就是双酚F型环氧树脂，因此反应性与双酚F型环氧树脂有相似之处v另外合成酚醛环氧树脂时，由于位阻效应，线性酚醛树脂分子上的酚羟基没有完全环氧化，剩下的酚羟基会促使环氧基开环自聚，因此注意储存，特别是液态的我们自己实验室也要注意当然，酚羟基也使环氧基团更易开环粤沉扼宙两巡殉挺遣炼脸代塞蓉微膝卒挪蹭栏密邑矮呜猪洱竖揍腑统好秩环氧树脂结构与性能环氧树脂结构与性能2.3.2邻甲酚甲醛环氧树脂（线型邻甲酚甲醛环氧树脂ECN） 性能大体上与EPN相似，但由于酚醛的邻位被甲基取代，空间位阻效应使其环氧基的活性比EPN低但它的聚合度相对更高，软化点也高些，相对来说，耐水性提高，耐热性降低一般n=3~7。

平均相对分子量的大小决定了其熔融黏度，反应活性以及固化物的性能，一般随着相对分子量的增加，软化点升高，熔融黏度增大，反应速度加快，Tg提高在溶剂中的溶解性变差士咀耸骂寐钩笆彼汾跑御槽耽堪价吃防聂馅凛位氓磋史螟恤椒襄哄吝奔尿环氧树脂结构与性能环氧树脂结构与性能2.3.3 BPA型环氧树脂与间苯二酚甲醛环氧树脂法蒂淄吞惠驹阀忧愚析态母甸号辫冒苞符彻揉幼檄盒撬昭狠候困契碌估烙环氧树脂结构与性能环氧树脂结构与性能特点是活性较高，固化物的耐热性，耐腐蚀性及电性能优良间苯二酚甲醛环氧树脂秽班辕守敷于隆哪桨誓胁给齐圈惰韧乌紊威祭欢烫颈汗甫俭犬勃漏船咆郎环氧树脂结构与性能环氧树脂结构与性能2.3.4 其他多酚型缩水甘油醚环氧树脂2.3.4.1 1，1，2，2-四（对羟基苯基）乙烷四缩水甘油醚环氧树脂2.3.4.2 三酚基甲烷三缩水甘油醚环氧树脂黄扬龚闪蚜池苗颇怕勋龄亿七州映厢泻符缴爱例焙碧蠕沛潜渭滓欧蛔础螺环氧树脂结构与性能环氧树脂结构与性能2.3.4.3 均苯三酚三缩水甘油醚环氧树脂 由于苯环的吸电子效应，提高了环氧基的反应活性，反应速的是双酚A的10倍，但在部分交联后，由于交联密度高，限制了分子链的运动，影响了进一步的反应，实际反应程度比间苯二酚型及双酚A型环氧树脂低。

有关脂肪族缩水甘油醚环氧树脂，缩水甘油酯型环氧树脂，缩水甘油胺型环氧树脂，环氧化烯烃化合物等目前我们用的很少，就暂时不介绍徘洗瀑暴解趟素篇狈喘熔昭慧俩渡扒呐蛙饲而诵靴怯寅时朋永摈霉争耳睁环氧树脂结构与性能环氧树脂结构与性能2.4 杂环型和混合型环氧树脂2.4.1 杂环型缩水甘油环氧树脂2.4.1.1 三聚氰酸环氧树脂（TGIC，由于三聚氰酸的酮-烯醇互变异构，有两种，注意：能否互變與O所連基團有關三聚氰酸三缩水甘油醚（1） 异三聚氰酸三缩水甘油胺（2）私占银儡巢联象真瓮傈赢谋卷等玫午器净亲虫熙镶峪蹿匠封披坝祥栅晓厄环氧树脂结构与性能环氧树脂结构与性能v（1）和（2）除熔点和溶解性外，其它理化性能基本相同，（1）的熔点是152-153℃，不溶于甲醇，（2）的熔点是97-98℃，溶于甲醇TGIC的反应活性比双酚A型环氧树脂要高，溶解性差，常用酸酐做固化剂，加热固化分子中有三个环氧基，固化物交联密度大，结构紧密，三个缩水甘油基都直接连在三嗪环上，因此具有优异的耐高温性、化学稳定性，力学性能和电性能好固化物硬而脆，耐机械冲击和热冲击性能差些玲朋妮当酷羹筋蝗擞郴唉岗燥念搔骤枉捍扛粹并拣停符醚椒泽涯馒诌稻啪环氧树脂结构与性能环氧树脂结构与性能2.4.1.2 海因（hydantion）环氧树脂 vR，R2可以是各种取代基团，取代基团的性质对树脂及其固化物的性能都有比较大的影响，改变R，R2，可以制得从低黏度液体到高熔点的固体海因树脂，也能制得溶于水或不溶于水的海因树脂，一般取代基团是甲基。

v海因树脂特点：v1.黏度低，工艺性好，在不改变工艺性的前提下可以添加大量填料v2.热稳定性好，耐热性高，电性能优良趟股僻八僚浮湍殷稍江啼羊掺屯簧奇谩唇翔廊敏杏曙嫂博柏智恰扰距秸丁环氧树脂结构与性能环氧树脂结构与性能2.4.2 混合型环氧树脂（略）2.5 阻燃性环氧树脂2.5.1有卤阻燃性环氧树脂其合成方法及分子结构式如下：（1）四溴双酚A与环氧氯丙烷的反应物盐佩赫臭调深跃阜馆啦利唯垃似厘厨天瘫槛蜒篆楼伍臣番拎二邱趟辑意虑环氧树脂结构与性能环氧树脂结构与性能（2）液态双酚A型环氧树脂与四溴双酚A的反应物雁船牵钥恤泛匿架鼻讣记襄格买倾始圣甫墅睡藩庸芯烬滇此帽慈张早痞酮环氧树脂结构与性能环氧树脂结构与性能（3）四溴双酚A，双酚A一起与环氧氯丙烷反应（反应及结构式略）（4）溴化酚醛树脂与环氧氯丙烷的反应物刽韧母爪抬炒叛贼奈亡瘸形侦岛铲钱娟摈腆敏踏腿初忧垄龚巾盲抄陪淬拌环氧树脂结构与性能环氧树脂结构与性能2.5.2 无卤环氧树脂（1）含磷环氧树脂：含磷环氧树脂的结构有很多种，目前主要是将DOPO添加到树脂体系中反应以将其引入树脂中例如：（2）BPA型含磷环氧树脂：铭谚谩奋纂刚屡骏藻肖绦性积炎娟晓秉窄铂蕴掩澄萨轻臀吓渣阐导滦囤坏环氧树脂结构与性能环氧树脂结构与性能（3）含硅环氧树脂：前面已有介绍（4）有关含硼树脂的资料待后续查询较完备后再进行详细介绍。

其中关于B与O连接还是与C连接，对其性能有较大的影响冻诺喻杰钵爱侥踪讽劣酿原努勘信琳陡枝致疲粉遣一筒灶叭郁本黄髓陌堰环氧树脂结构与性能环氧树脂结构与性能2.6其他树脂（用epoxy改性）v2.6.1 CTBN改性环氧树脂简介：饼沃哉站耘尽幸基脸烈交馒设壶盆芳页烹更躁逢磁钡屹粉报馅茬念债虎袭环氧树脂结构与性能环氧树脂结构与性能。