2.9环氧树脂.ppt

第三章 热固性塑料 第三节 环氧树脂 3.1 环氧树脂的定义与分类 3.2 双酚A型环氧树脂的合成（重点） 3.3 环氧树脂的固化（重点） 3.4 环氧树脂的结构与性能特点 3.5 环氧树脂的应用 3.1 环氧树脂的定义与分类 一 定义 环氧树脂是指分子中含有两个或两个以上环氧基团的线性有机高分子化合物。 二 分类 3.2 双酚A型环氧树脂的合成 一 主要原料 二合成反应机理 三 双酚A型ER的结构性能指标 通过调节反应原料的配比、催化剂浓度和聚合工艺可以得到不同结构特性的双酚A型ER。 3.3 环氧树脂的固化 一 固化剂的分类 1. 反应性固化剂——固化剂本身可以与EP上的环氧基和叔羟基反应 2.催化性固化剂——本身不能与EP反应但可催化环氧基间聚合。 二 多元胺类固化剂 2. 多元胺固化剂的类型与特点 脂肪族多元胺类：可室温固化，固化速度快。但固化剂对人体有刺激作用，固化产物较脆且耐热性差，一般不用于复合材料。 三 酸酐类固化剂 1. 固化机理 固化机理很复杂，主要发生以下几类反应： 酸酐类催化剂的量也可用经验公式近似计算 2. 固化特性 毒性小，反应活性低，树脂储存期长； 固化速度慢，可加催化剂改善； 固化产物色泽浅 固化产物具有良好的力学性能与电性能; 固化产物具有更高的热稳定性 3.5 环氧树脂的结构和性能特点 EP具有多样化的品种，可适合各种应用要求。 分子结构上存在极性羟基和醚键——具有很高的黏附力； 固化时多为加成反应——收缩率低； 分子中存在大量的苯环和极性基团；醚键增加分子链柔顺性——综合力学性能优良。 固化EP化学稳定性优良——耐酸、碱和溶剂。 固化EP具有优良的电性能——高绝缘性、耐电弧。 固化EP尺寸稳定高； 固化EP耐霉菌——可在热带条件下使用。 EP的缺点是成本偏高，某些固化剂的毒性较大。 3.5 环氧树脂的应用 增强塑料——玻纤增强环氧树脂被称为玻璃钢——EP的最大用途。具有玻纤与树脂黏附力强、形状稳定性好的特点。 环氧树脂玻璃钢制品制造过程 EP压制与注塑制品——汽车发动机零部件、开关壳体、线圈架、电电动机外壳。 EP浇注制品——电子元件的封装胶。 EP的发泡——高耐热绝热、减震、吸声材料。 EP还可以用于涂料和黏合剂。 作业 写出双酚A型环氧树脂的合成反应历程和胺类固化剂的交联反应历程。 自学催化性固化反应机理，分析双酚A型EP能否应用该类固化剂进行固化。 * * 环氧基团 英文名称：epoxy resin； 缩写：EP。 缩水甘油醚类 缩水甘油酯类 缩水甘油胺类 线性脂肪族类 脂环脂肪族类 环氧氯丙烷与含有活泼氢的化合物（酚类、酸类、胺类）缩聚而成 含有双键的烯烃类化合物经过环氧化而成 工业上用量最大的环氧树脂品种 环氧氯丙烷 双酚A 聚合单体 催化剂：氢氧化钠溶剂 为方便用HO—R—OH来代表双酚A 1. 加成反应 2. 脱去HCl 在NaOH的作用下 3.环氧基与双酚A加成反应 4.与环氧氯丙烷加成 5.脱HCl在分子链端形成环氧基团 不断重复以上的反应过程 双酚A型ER的结构式 重要的结构性能指标 平均聚合度 2：低分子量树脂，软化点50oC 2～5：中分子量树脂，软化点50～95oC 5：高分子量树脂，软化点100oC 环氧值—每100克环氧树脂中环氧基的摩尔数 1. 反应机理 伯胺 由于EP上的可反应环氧基团的数量可以用环氧值来表示，因此多元胺固化剂的用量可以较精确的计量。 实际用量一般比计算值高～10％。 乙二胺 二亚乙基三胺 芳香族多元胺类：反应活性低，需加热才能固化。但产物的综合性能较好。 间苯二胺 间苯二甲胺 酸酐可与ER上的羟基反应 羧基与环氧基反应 环氧基与羟基反应 K是常数，在0.5～1之间，随酸酐种类不同而不同，一般为0.8～0.85。 邻苯二甲酸酐 顺丁烯二酸酐（顺酐） 均苯四甲酸二酐 用途 大型壳体：游船、汽车车身、飞机升降舵 电子电气：开关装置、印刷电路板 国防军工：导弹零部件。 I.设计 II.模胚制造 III. ER浸渍CF布贴糊 IV. 固化成型 *