环氧氯丙烷可直接与胺类进行加成反应课件.ppt

第二章第二章 环氧树脂环氧树脂(Epoxy Resin)2.12.1 引言引言环氧树脂起始于环氧树脂起始于19301930年代，年代，4040年代后期开始工年代后期开始工业化可用作粘合剂、涂料、注塑料和纤维增强复合业化可用作粘合剂、涂料、注塑料和纤维增强复合材料，广泛应用于机械、电机、化工、航空航天、船材料，广泛应用于机械、电机、化工、航空航天、船舶、汽车、建筑等工业部门舶、汽车、建筑等工业部门环氧树脂是指分子中含有两个或两个以上环氧环氧树脂是指分子中含有两个或两个以上环氧基团的那一类有机高分子化合物基团的那一类有机高分子化合物环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环结构由于分子结构中含有活泼的环氧基中间或成环结构由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物 第第二二章章 环环氧氧树树脂脂环氧树脂的发展史环氧树脂的发展史 1891年年 德国的德国的Lindmann用对苯二酚和环氧氯丙烷用对苯二酚和环氧氯丙烷反应生成了树脂状产物。

反应生成了树脂状产物 1909年年 俄国化学家俄国化学家Prileschajew发现用过氧化苯甲发现用过氧化苯甲醚和烯烃反应可生成环氧化合物醚和烯烃反应可生成环氧化合物 1934年年 Schlack用胺类化合物使含有大于一个环氧用胺类化合物使含有大于一个环氧基团的化合物聚合制得了高分子聚合物基团的化合物聚合制得了高分子聚合物 1938年年 瑞士的瑞士的Pierre castan及美国的及美国的Greenlee所发所发表的多项专利都揭示了双酚表的多项专利都揭示了双酚A和环氧氯丙烷经缩聚发和环氧氯丙烷经缩聚发应能制得环氧树脂；用多元有机胺类或邻苯二甲酸酐应能制得环氧树脂；用多元有机胺类或邻苯二甲酸酐均可使树脂固化，并具有优良的粘结性均可使树脂固化，并具有优良的粘结性 1947年年 美国的美国的DeVoeRaynolds公司进行了第一公司进行了第一次具有工业生产价值的环氧树脂的制造不久，瑞士次具有工业生产价值的环氧树脂的制造不久，瑞士的的CIBA公司，美国的公司，美国的Shell公司等都开始了环氧树脂的公司等都开始了环氧树脂的工业化 20世纪世纪50年代初期，环氧树脂在电气绝缘浇铸、年代初期，环氧树脂在电气绝缘浇铸、防腐蚀涂料、金属的粘结等应用领域有了突破，于是防腐蚀涂料、金属的粘结等应用领域有了突破，于是环氧树脂作为一个行业蓬勃地发展起来了。

环氧树脂作为一个行业蓬勃地发展起来了 第第二二章章 环环氧氧树树脂脂2.1.1 环氧树脂具有的性能、特点：环氧树脂具有的性能、特点：1、形式多样、形式多样 2、固化方便、固化方便 3、粘附力强、粘附力强 4、收缩性低、收缩性低5、力学性能、力学性能 6、电性能、电性能 7、化学稳定性能、化学稳定性能 8、耐霉菌、耐霉菌可以适用各种应用对形式提可以适用各种应用对形式提出的要求，其范围可从极低出的要求，其范围可从极低的粘度到高熔点固体的粘度到高熔点固体含有极性羟基和醚键，对各种物质含有极性羟基和醚键，对各种物质具有很高的粘附力固化时收缩性具有很高的粘附力固化时收缩性低可形成一种强韧的、内应力较小低可形成一种强韧的、内应力较小的粘合键的粘合键选用不同的固化剂，可以在选用不同的固化剂，可以在0 0180180范围内固化范围内固化 第第二二章章 环环氧氧树树脂脂使之具有良好的尺寸稳定性使之具有良好的尺寸稳定性固化后具有优良的力学性能固化后具有优良的力学性能具有高介电性能、耐表面漏电、耐具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘材料电弧的优良绝缘材料取决于所选用的树脂和固化剂，固化后取决于所选用的树脂和固化剂，固化后具有优良的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性。

具有优良的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性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环氧树脂的特性环氧树脂的特性（1）粘结强度高，粘结面广）粘结强度高，粘结面广 环氧树脂的结构中具有羟基，醚键和活性极大的环氧树脂的结构中具有羟基，醚键和活性极大的环氧基，它们使环氧树脂的分子和相邻界面产生电磁环氧基，它们使环氧树脂的分子和相邻界面产生电磁吸附或化学键，尤其是环氧基又能在固化剂作用下发吸附或化学键，尤其是环氧基又能在固化剂作用下发生交联聚合反应生成三向网状结构的大分子，分子本生交联聚合反应生成三向网状结构的大分子，分子本身有了一定的内聚力因此环氧树脂型胶粘剂粘结性身有了一定的内聚力因此环氧树脂型胶粘剂粘结性特别强除了聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯不能用其特别强除了聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯不能用其直接粘结外，对于绝大多数的金属和非金属都具有良直接粘结外，对于绝大多数的金属和非金属都具有良好的粘结性，因此它有万能胶的美称它与许多非金好的粘结性，因此它有万能胶的美称它与许多非金属材料（玻璃、陶瓷、木材）的粘结强度往往超过材属材料（玻璃、陶瓷、木材）的粘结强度往往超过材料本身的强度，因此可用于许多受力结构件中，是料本身的强度，因此可用于许多受力结构件中，是结结构型胶粘剂构型胶粘剂主要组成之一。

主要组成之一 第第二二章章 环环氧氧树树脂脂（2）收缩率低）收缩率低环氧树脂的固化主要是依靠环氧基的开环加成聚环氧树脂的固化主要是依靠环氧基的开环加成聚合，因此固化过程中不产生低分子物；环氧树脂本身合，因此固化过程中不产生低分子物；环氧树脂本身具有仲羟基，再加上环氧基固化时派生的部分残留羟具有仲羟基，再加上环氧基固化时派生的部分残留羟基，它们的氢键缔合作用使分子排列紧密，因此环氧基，它们的氢键缔合作用使分子排列紧密，因此环氧树脂的固化收缩率是热固性树脂中最低的品种之一，树脂的固化收缩率是热固性树脂中最低的品种之一，一般为一般为12如果选用适当的填料可使收缩率降如果选用适当的填料可使收缩率降至至0.2左右环氧树脂固化收缩率低这一特性使加工制品尺寸环氧树脂固化收缩率低这一特性使加工制品尺寸稳定内应力小，不易开裂因此环氧树脂在浇铸成稳定内应力小，不易开裂因此环氧树脂在浇铸成型加工中获得广泛的应用型加工中获得广泛的应用 第第二二章章 环环氧氧树树脂脂（3）稳定性好）稳定性好 环氧树脂只要不含有酸、碱、盐等杂质，是不易环氧树脂只要不含有酸、碱、盐等杂质，是不易变质的 固化后的环氧树脂主链是醚键和苯环、三向交联固化后的环氧树脂主链是醚键和苯环、三向交联结构致密，因此它既耐酸、又耐碱及多种介质。

性能结构致密，因此它既耐酸、又耐碱及多种介质性能优于酚醛树脂和聚酯树脂优于酚醛树脂和聚酯树脂4）优良的电绝缘性）优良的电绝缘性 固化后的环氧树脂吸水率低固化后的环氧树脂吸水率低 第第二二章章 环环氧氧树树脂脂（5）机械强度高）机械强度高 固化后的环氧树脂具有很强的内聚力，而分子结固化后的环氧树脂具有很强的内聚力，而分子结构致密，所以它的机械强度相对地高于酚醛树脂和聚构致密，所以它的机械强度相对地高于酚醛树脂和聚酯树脂6）良好的加工性）良好的加工性 环氧树脂配方组分的灵活性、加工工艺和制品的环氧树脂配方组分的灵活性、加工工艺和制品的性能的多样性是高分子材料中罕见的性能的多样性是高分子材料中罕见的固化前的环氧树脂是热塑性的，低分子量呈液体，固化前的环氧树脂是热塑性的，低分子量呈液体，中、高分子量呈固体，加热可降低树脂地粘度在树中、高分子量呈固体，加热可降低树脂地粘度在树脂的软化点以上，环氧树脂和固化剂，其他助剂、填脂的软化点以上，环氧树脂和固化剂，其他助剂、填料有良好的混溶性由于在固化过程中没有低分子物料有良好的混溶性由于在固化过程中没有低分子物质放出，可以在常压下成型，不要求放气或变动压力，质放出，可以在常压下成型，不要求放气或变动压力，因此操作十分方便，不需要过分高的技术和设备。

因此操作十分方便，不需要过分高的技术和设备 第第二二章章 环环氧氧树树脂脂 第第二二章章 环环氧氧树树脂脂2.1.2 2.1.2 分类分类 环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的还氧基团，可与多种类型的固化剂发生交泼的还氧基团，可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三维网状结构联反应而形成不溶、不熔的具有三维网状结构的高聚物根据分子结构，环氧树脂大体可分的高聚物根据分子结构，环氧树脂大体可分为五大类：为五大类： 第第二二章章 环环氧氧树树脂脂1.1.缩水甘油醚类缩水甘油醚类 2.2.缩水甘油酯类缩水甘油酯类 3.3.缩水甘油胺类缩水甘油胺类 1 13 3类环氧树脂是由环氧氯丙烷与含类环氧树脂是由环氧氯丙烷与含有活泼氢原子的化合物如酚类、醇类、有活泼氢原子的化合物如酚类、醇类、有机羧酸类，胺类等缩聚而成有机羧酸类，胺类等缩聚而成4 4和和5 5类环氧树脂是由带双键的烯烃用类环氧树脂是由带双键的烯烃用过氧乙酸或在低温下用过氧化氢进行过氧乙酸或在低温下用过氧化氢进行环氧化而成环氧化而成4.4.线型脂肪族类线型脂肪族类5.5.脂环族类脂环族类2.1.4 2.1.4 环氧树脂的分类、型号及命名方法环氧树脂的分类、型号及命名方法1.分类和代号（分类和代号（51页）页）2.型号型号 第第二二章章 环环氧氧树树脂脂E - 51 E - 51 环氧树脂环氧树脂环氧树脂以一个或两环氧树脂以一个或两个拼音与阿拉伯数字个拼音与阿拉伯数字作为型号以表示类别作为型号以表示类别及品种。

此例中二酚及品种此例中二酚基丙烷为主要组成物基丙烷为主要组成物质质型号的第一位采用主要组型号的第一位采用主要组成物质名称，取其主要组成物质名称，取其主要组成物质拼音的第一个字母，成物质拼音的第一个字母，若相同则加取第二个字母若相同则加取第二个字母若有改性物质，用拼音字若有改性物质，用拼音字母表示，未改性则加一标母表示，未改性则加一标记记“”该树脂环氧指标为该树脂环氧指标为0.480.480.54mol/100g0.54mol/100g，则其算术，则其算术平均值为平均值为0.510.51，2.2 2.2 缩水甘油醚类环氧树脂缩水甘油醚类环氧树脂由含活泼氢的酚类和醇类与环氧氯丙烷缩聚而成的由含活泼氢的酚类和醇类与环氧氯丙烷缩聚而成的 第第二二章章 环环氧氧树树脂脂二酚基丙烷型环氧树脂二酚基丙烷型环氧树脂 由二酚基丙烷与环氧氯丙烷缩聚而成由二酚基丙烷与环氧氯丙烷缩聚而成酚醛多环氧树脂酚醛多环氧树脂 由二阶线型酚醛树脂与环氧氯丙烷缩聚而成由二阶线型酚醛树脂与环氧氯丙烷缩聚而成2.2.1 2.2.1 二酚基丙烷型环氧树脂二酚基丙烷型环氧树脂原料原料二酚基丙烷二酚基丙烷 简称双酚简称双酚A A，熔点，熔点153153159159，易溶于丙酮，易溶于丙酮及甲醇，可溶于乙醚，微溶于水及苯。

及甲醇，可溶于乙醚，微溶于水及苯环氧氯丙烷环氧氯丙烷 无色透明液体，沸点无色透明液体，沸点116.2116.2，可溶于乙醚，可溶于乙醚，酒精、四氯化碳及苯中，微溶于水酒精、四氯化碳及苯中，微溶于水 此外，还有用乙二醇、丙三醇等醇类与环氧氯丙此外，还有用乙二醇、丙三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烷缩聚而得的缩水甘油醚类环氧树脂环氧氯丙烷的反应特性环氧氯丙烷的反应特性 环氧氯丙烷中活泼的环氧基团可以和许环氧氯丙烷中活泼的环氧基团可以和许多试剂进行反应：多试剂进行反应：1）与胺类反应与胺类反应2）与羟基反应与羟基反应3）水解反应水解反应4）与羧酸反应与羧酸反应5）聚合反应聚合反应 第第二二章章 环环氧氧树树脂脂1） 与胺类反应：与胺类反应：环氧氯丙烷可直接与胺类进行加成反应：环氧氯丙烷可直接与胺类进行加成反应： 第第二二章。