環(huán)氧樹脂基礎

1、環(huán)氧樹脂的定義環(huán)氧樹脂（Epoxy Resin）是泛指含有兩個或兩個以上環(huán)氧基，以脂肪族、脂環(huán)族或芳香族等有機化合物為骨架并能通過環(huán)氧基團反應形成有用的熱固性產(chǎn)物的高分子低聚體(01igolner)。當聚合度n為零時，稱之為環(huán)氧化合物，簡稱環(huán)氧化物(Epoxide)。這些低相對分子質(zhì)量樹脂雖不完全滿足嚴格的定義但因具有環(huán)氧樹脂的基本屬性在稱呼時也不加區(qū)別地統(tǒng)稱為環(huán)氧樹脂。    在工業(yè)技術領域中，有些例外與上述定義不符，例如制造飛行器涂料所用芳香基多元醇，盡管每個分子中環(huán)氧基含量低于2，甚至是零，傳統(tǒng)上也稱之為環(huán)氧樹脂，它與高分子質(zhì)量酚氧化合物非常相似，其合成的原

2、料與主要的工業(yè)環(huán)氧樹脂相同，因而也稱為環(huán)氧樹脂。    上述定義不包括環(huán)氧化天然油及其相關品種。這些環(huán)氧化物基本上用作聚氯乙烯等樹脂的穩(wěn)定劑和增塑劑。雖然他們也含有兩個或兩個以上的環(huán)氧基，但在環(huán)氧樹脂通用的固化條件下不能充分反應得到有用的熱固化產(chǎn)物。    在歐洲，環(huán)氧樹脂被稱為環(huán)氧化合物樹脂(Epoxide Resin)。依據(jù)它們的化學性質(zhì)，文獻上分類為：環(huán)氧化聚烯烴、過醋酸環(huán)氧樹脂、環(huán)氧烯烴聚合物、環(huán)氧氯丙烷樹脂、雙酚A樹脂、環(huán)氧氯丙烷一雙酚A縮聚物、雙環(huán)氧氯丙烷樹脂以及2，2一雙(對羥苯基)丙烷二縮水甘油醚。 

3、0;  環(huán)氧樹脂是一種從液態(tài)到黏稠態(tài)、固態(tài)多種形態(tài)的物質(zhì)。它幾乎沒有單獨的使用價值，只有和固化劑反應生成三維網(wǎng)狀結構的不溶不熔聚合物才有應用價值，因此環(huán)氧樹脂歸屬于熱固性樹脂。屬于網(wǎng)絡聚合物范疇。（完） 環(huán)氧樹脂的定義    環(huán)氧樹脂（Epoxy Resin）是泛指含有兩個或兩個以上環(huán)氧基，以脂肪族、脂環(huán)族或芳香族等有機化合物為骨架并能通過環(huán)氧基團反應形成有用的熱固性產(chǎn)物的高分子低聚體（Oligomer）。當聚合度! 為零時，稱之為環(huán)氧化合物，簡稱環(huán)氧化物（Epoxide）。這些低相對分子質(zhì)量樹脂雖不完全滿足嚴格的定義但因具有環(huán)氧樹脂的基本屬性在稱呼時也

4、不加區(qū)別地統(tǒng)稱為環(huán)氧樹脂。典型的環(huán)氧樹脂結構如下式。     在工業(yè)技術領域中，有些例外與上述定義不符，例如制造飛行器涂料所用芳香基多元醇，盡管每個分子中環(huán)氧基含量低于2，甚至是零，傳統(tǒng)上也稱之為環(huán)氧樹脂，它與高分子質(zhì)量酚氧化合物非常相似，其合成的原料與主要的工業(yè)環(huán)氧樹脂相同，因而也稱為環(huán)氧樹脂。     上述定義不包括環(huán)氧化天然油及其相關品種。這些環(huán)氧化物基本上用作聚氯乙烯等樹脂的穩(wěn)定劑和增塑劑。雖然他們也含有兩個或兩個以上的環(huán)氧基，但在環(huán)氧樹脂通用的固化條件下不能充分反應得到有用的熱固化產(chǎn)物。 

5、60;  在歐洲，環(huán)氧樹脂被稱為環(huán)氧化合物樹脂（Epoxide Resin）。依據(jù)它們的化學性質(zhì)，文獻上分類為：環(huán)氧化聚烯烴、過醋酸環(huán)氧樹脂、環(huán)氧烯烴聚合物、環(huán)氧氯丙烷樹脂、雙酚3樹脂、環(huán)氧氯丙烷一雙酚A縮聚物、雙環(huán)氧氯丙烷樹脂以及2，2 一雙（對羥苯基）丙烷二縮水甘油醚。    環(huán)氧樹脂是一種從液態(tài)到黏稠態(tài)、固態(tài)多種形態(tài)的物質(zhì)。它幾乎沒有單獨的使用價值，只有和固化劑反應生成三維網(wǎng)狀結構的不溶不熔聚合物才有應用價值，因此環(huán)氧樹脂歸屬于熱固性樹脂。屬于網(wǎng)絡聚合物范疇. 環(huán)氧樹脂的性能及應用特點環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂及不飽和聚酯樹脂被稱為三大通用型熱固性樹脂。它

6、們是熱固性樹脂中用量最大、應用最廣的品種。環(huán)氧樹脂中含有獨特的環(huán)氧基，以及輕基、醚鍵等活性基團和極性基團，因而具有許多優(yōu)異的性能。與其他熱固性樹脂相比較，環(huán)氧樹脂的種類和牌號最多，性能各異。環(huán)氧樹脂固化劑的種類更多，再加上眾多的促進劑、改性劑、添加劑等，可以進行多種多樣的組合和組配。從而能獲得各種各樣性能優(yōu)異的、各具特色的環(huán)氧固化體系和固化物。幾乎能適應和滿足各種不同使用性能和工藝性能的要求。這是其他熱固性樹脂所無法相比的。      1、環(huán)氧樹脂及其固化物的性能特點      (1)力學性能高

7、。環(huán)氧樹脂具有很強的內(nèi)聚力，分子結構致密，所以它的力學性能高于酚醛樹脂和不飽和聚酯等通用型熱固性樹脂。      (2)粘接性能優(yōu)異。環(huán)氧樹脂固化體系中活性極大的環(huán)氧基、羥基以及醚鍵、胺鍵、酯鍵等極性集團賦予環(huán)氧固化物以極高的粘接強度。再加上它有很高的內(nèi)聚強度等力學性能，因此它的粘接性能特別強，可用作結構膠。      (3)固化收縮率小。一般為12。是熱固性樹脂中固化收縮率最小的品種之一(酚醛樹脂為810；不飽和聚酯樹脂為46；有機硅樹脂為48)。線脹系數(shù)也很小，一般為6×10-5/

8、。所以其產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定，內(nèi)應力小，不易開裂。      (4)工藝性好。環(huán)氧樹脂固化時基本上不產(chǎn)生低分子揮發(fā)物，所以可低壓成型或接觸壓成型。配方設計的靈活性很大，可設計出適合各種工藝性要求的配方。      (5)電性能好。是熱固性樹脂中介電性能最好的品種之一。      (6)穩(wěn)定性好。不合堿、鹽等雜質(zhì)的環(huán)氧樹脂不易變質(zhì)。只要貯存得當(密封、不受潮、不遇高溫)，其貯存期為1年。超期后若檢驗合格仍可使用。環(huán)氧固化物具有優(yōu)良的化學穩(wěn)定性。其耐堿、酸、

9、鹽等多種介質(zhì)腐蝕的性能優(yōu)于不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂等熱固性樹脂。      (7)環(huán)氧固化物的耐熱性一般為80100。環(huán)氧樹脂的耐熱品種可達200或更高。      (8)在熱臥性樹脂中，環(huán)氧樹脂及其固化物的綜合性能最好。      2、環(huán)氧樹脂的應用特點      (1)具有極大的配方設計靈活性和多樣性。能按不同的使用性能和工藝性能要求，設計出針對性很強的最佳配方。這是環(huán)氧樹脂應用中的一大特點和

10、優(yōu)點。但是每個最佳配方都有一定的適用范圍(條件)，不是在任何工藝條件和任意使用條件下都宜采用。也就是說沒有“萬能”的最佳配方。必須根據(jù)不同的條件，設計出不同的最佳配方。由于不同配方的環(huán)氧樹脂固化體系的固化原理不完全相同，所以環(huán)氧樹脂的固化歷程，即固化工藝條件對環(huán)氧固化物的結構和性能影響極大。相同的配方在不同的固化工藝條件下所得產(chǎn)品的性能會有非常的大的差別。所以正確地作出最佳材料配方設計和工藝設計是環(huán)氧樹脂應用技術的關鍵，也是技術機密所在。要能生產(chǎn)和開發(fā)出自己所需性能的環(huán)氧材料，就必須設計出相應的專用配方及其成型工藝條件。因此，就必須深入了解和掌握環(huán)氧樹脂及其固化劑、改性劑等的結構與性能、它們之

11、間的反應機理以及對環(huán)氧固化物結構及性能的影響。這樣才能在材料配方設計和工藝設計中得心應手，運用自如，取得最佳方案，生產(chǎn)和開發(fā)出性能最佳、成本最低的環(huán)氧材料和制品。      (2)不同的環(huán)氧樹脂固化體系分別能在低溫、室溫、中溫或高溫固化，能在潮濕表面甚至在水中固化，能快速固化、也能緩慢固化，所以它對施工和制造工藝要求的適應性很強。環(huán)氧樹脂可低壓成型或接觸壓成型，因此可降低對成型設備和模具的要求，減少投資，降低成本。      (3)在三大通用型熱固性樹脂中，環(huán)氧樹脂的價格偏高，從而在應用上受到一

12、定的影響。但是，由于它的性能優(yōu)異，所以主要用于對使用性能要求高的場合，尤其是對綜合性能要求高的領域。   環(huán)氧樹脂的類型，合成方法、命名及應用· 環(huán)氧樹脂的類型，合成方法 1.環(huán)氧樹脂的類型 環(huán)氧樹脂的種類很多，并且不斷有新品種出現(xiàn)。環(huán)氧樹脂的分類方法也很多。通常按其化學結構和環(huán)氧基的結合方式大體上分為五大類。這種分類方法有利于了解和掌握環(huán)氧樹脂在固化過程中的行為和固化物的性能。（1）       縮水甘油醚類 （2）       縮水甘油酯類 （3）&#

13、160;      縮水甘油胺類 （4）       脂肪族環(huán)氧化合物 （5）       脂環(huán)族環(huán)氧化合物    此外，還有混合型環(huán)氧樹脂，即分子結構中同時具有兩種不同類型環(huán)氧基的化合物。例如：   也可以按官能團（環(huán)氧基）的數(shù)量分為雙官能團環(huán)氧樹脂和多官能團環(huán)氧樹脂。對反應性樹脂而言，官能團數(shù)的影響是非常重要的。    還可以按室溫下樹脂的狀態(tài)分為液態(tài)環(huán)

14、氧樹脂和固態(tài)環(huán)氧樹脂。這在實際使用時很重要。液態(tài)樹脂可用作澆注料、無溶劑膠黏劑和涂料等。固態(tài)樹脂可用于溶劑型涂料、粉末涂料和固態(tài)成型材料等。這里所說的固態(tài)環(huán)氧樹脂不是已達到B階段的環(huán)氧樹脂固化體系，也不是達到C階段的環(huán)氧樹脂固化物（已固化的樹脂），而是相對分子質(zhì)量較大的單純的環(huán)氧樹脂，是一種熱塑性的固態(tài)低聚物。環(huán)氧樹脂的合成主要有兩類方法。  （1）多元酚、多元醇、多元酸或多元胺等化合物與環(huán)氧氯丙烷等含環(huán)氧基的化合物經(jīng)縮聚而得。（2）鏈狀或環(huán)狀雙烯類化合物的雙鍵與過氧酸經(jīng)環(huán)氧化而成。·   環(huán)氧樹脂的命名 1.國標GB 1630-89的命名法  按照GB

15、 1630-89的規(guī)定，環(huán)氧樹脂的名稱由樹脂縮寫代號加牌號組成。按照GB 1844規(guī)定，環(huán)氧樹脂縮寫代號用“EP”表示。環(huán)氧樹脂牌號由兩個數(shù)字組組成。兩組數(shù)字間用一短線連接：（1） 第數(shù)字組 第數(shù)字組由5位阿拉伯數(shù)字組成。每一數(shù)字（命名順序號1、2、3、4、5）代表所指的特性，前兩位數(shù)字表示樹脂的化學組分，后三位數(shù)字分別表示樹脂黏度、環(huán)氧當量的范圍值和對改性劑或溶劑的規(guī)定。按照表1-1列出的命名順序號，依次標出各項主要性能的類別數(shù)或檔次。如果某項性能未作規(guī)定，則在相應位置以“0”表示。 表1-1 環(huán)氧樹脂的主要性能性能類別或檔次/主要性能1和2345化學組分黏度（23）/Pa

16、3;s 環(huán)氧當量/(g/eq)有機改性劑或溶劑0未規(guī)定未規(guī)定未規(guī)定未規(guī)定1雙酚A縮水甘油醚0.25115無2芳香族縮水甘油醚（或酯）0.251116150含活性劑3脂肪族縮水甘油醚（或酯）15151175含非活性劑4脂環(huán)族縮水甘油醚（或酯）流體，5176210含有機溶劑5環(huán)烯烴類環(huán)氧半固體211290含活性劑和有機溶劑6酚醛環(huán)氧固體291325含非活性劑和有機溶劑7鹵代環(huán)氧衍生物觸變劑5261025 8其他含氮縮水甘油衍生物 10262050 9雜環(huán)化合物 2050 10烯烴類環(huán)氧   1、2、3、4、5為命名順序

17、號。樹脂化學組分用兩位阿拉伯數(shù)字表示，如“1”類樹脂寫作“01”，“10”類樹脂寫作“10”。對由兩類不同化學組分組成的樹脂混合物，可用符號“00”表示。（2） 第數(shù)字組 第數(shù)字組由3位阿拉伯數(shù)字組成。每一數(shù)字（命名順序號6、7、8）指的特性，分別表示樹脂的密度范圍值、添加劑類型和特征。按照表1-2列出的命名順序號，依次標出各項次要性能的檔次。如果某項性能未作規(guī)定，則在相應位置以“0”表示。表1-2 環(huán)氧樹脂的次要性能性能檔次次要性能678密度（23）/(g/cm3)添加劑特  征0未規(guī)定未規(guī)定未規(guī)定11.10無具有規(guī)定燃燒性的材料21.101.14填料可水解含氯量低于0.2%31.

18、151.19有機或無機著色劑結晶傾向小41.201.29填料和著色劑水溶性51.301.39乳化劑耐熱性61.401.59  71.601.80  8   9   10   116、7、8為命名順序號。如果使用多種添加或規(guī)定有多種特征標示，應標出最主要的一種。全面評定材料的燃燒性，至少需要測定燃燒性、引火性、放出熱量、釋放的有毒氣體和煙密度等性能。命名舉例如下：例1 某種環(huán)氧樹脂（EP），化學組分為脂肪族縮水甘油醚（03），黏度為15Pa·s(3)，環(huán)氧當

19、量為291525g/eq（6），不含改性劑（1），密度為1.151.19g/cm3（3），未規(guī)定添加劑（0）和特征（0），其名稱為EP 03361-300。例2 某種環(huán)氧樹脂（EP），系以兩種不同化學組分（00）組成，樹脂為半固體（5），環(huán)氧當量為211290g/eq（5），含有活性劑（2），密度為1.21.29g/cm3（4），加有填料（2）和具有耐熱性（5），其名稱為EP 00552-425。2.國標GB 1630-79的命名法 鑒于目前仍大量采用環(huán)氧樹脂的老型號，故將老國標“GB 1630-79環(huán)氧樹脂分類、型號、命名”中環(huán)氧樹脂的命名摘錄于下，以便查閱。（1）分類和代號 環(huán)氧樹脂按其主

20、要組成物質(zhì)不同而分類，并分別給以代號見表1-3。表1-3 環(huán)氧樹脂按其主要組成物質(zhì)的分類代號環(huán)氧樹脂類別代號環(huán)氧樹脂類別E二酚基丙烷環(huán)氧樹脂G硅環(huán)氧樹脂ET有機鈦改性二酚基丙烷環(huán)氧樹脂N酚酞環(huán)氧樹脂EG有機硅改性二酚基丙烷環(huán)氧樹脂S四酚基環(huán)氧樹脂EX溴改性二酚基丙烷環(huán)氧樹脂J間苯二酚環(huán)氧樹脂EL氯改性二酚基丙烷環(huán)氧樹脂A三聚氰酸環(huán)氧樹脂EI二酚基丙烷側鏈型環(huán)氧樹脂R二氧化雙環(huán)戊二烯環(huán)氧樹脂F(xiàn)酚醛多環(huán)氧樹脂Y二氧化乙烯基環(huán)已環(huán)氧樹脂B丙三醇環(huán)氧樹脂W二氧化雙環(huán)氧戊基醚ZQ脂肪酸甘油酯環(huán)氧樹脂D聚丁二烯環(huán)氧樹脂IQ脂肪族縮水甘油酯H3，4-環(huán)氧基-6甲基已甲酸L（2）命名原則 環(huán)氧樹脂的基本名稱，

21、仍采用我國已有習慣名稱，即“環(huán)氧樹脂”。 在這基本名稱之前加上型號。（3）型號 環(huán)氧樹脂以一個或兩個漢語拼音字母與兩位阿拉伯數(shù)字作為型號，以表示類別及品種。 型號的第一位采用主要組成物質(zhì)名稱。取其主要組成物質(zhì)，漢語拼音的第一字母，若遇相同取其第二字母，以此類推。 第二位是組成中若有改性物質(zhì)，則也是用漢語拼音字母，若不是改性則劃一橫。 第三和第四位是標志出該產(chǎn)品的主要性能環(huán)氧值平均數(shù)。式樣：舉例：某一牌號環(huán)氧樹脂，以二酚基丙烷為主要組成物質(zhì)，其環(huán)氧值指標為0.480.54eq/100g，則其平均值為0.51，該樹脂的全稱為“E-51環(huán)氧樹脂”。  環(huán)氧樹脂技術開發(fā)動向向高性能

22、化、高附加值發(fā)展，重視環(huán)境保護和生產(chǎn)的安全性。特殊結構環(huán)氧樹脂和助劑產(chǎn)品向著精細化、功能化、能在特殊環(huán)境下固化發(fā)展。固化產(chǎn)物具有高韌性、高強度、耐輻照、耐高低溫方向發(fā)展。由此特種樹脂、固化劑、稀釋劑的品種將會有更大發(fā)展，形成多品種小批量的生產(chǎn)格局。隨著高分子物理學近期的發(fā)展，品種的發(fā)展已集中于采用化學或非化學合成的方法，通過共混、合金的手段來制得環(huán)氧-橡膠、環(huán)氧-熱塑性塑料、各種有機無機的填充料復合物以及環(huán)氧樹脂基無機納米復合材料。      涂料      環(huán)氧涂料的發(fā)展趨勢是降低話染、提高質(zhì)

23、量和安全性、開拓功能住。重點開發(fā)罐用涂料t防腐涂料、功能性涂料和環(huán)保型涂料及其推廣應用。特別是其中水性環(huán)氧體系的品種開發(fā)和質(zhì)量提高，將會在汽車工業(yè)(如電泳涂料)、家電行業(yè)、食品行業(yè)(如罐用涂料)、化學工業(yè)(如防腐涂料)、建筑行業(yè)(如地坪涂料、建筑膠黏劑、環(huán)氧砂漿及混凝土)等應用領域獲得突破性進展。      電子材料      隨著電子設備向小型化、輕量化、高性能化和高功能化的發(fā)展，電子器件也相應向高集成化、薄型化、多層化方向發(fā)展，因此要求提高環(huán)氧封裝材料和覆銅扳的耐熱性、介電性能和韌性，降低吸

24、水性和內(nèi)應力。當前開發(fā)的重點是高純度、高耐熱性、低吸水性和高韌性的環(huán)氧樹脂和固化劑。例如在環(huán)氧樹脂和固化劑中引入案、雙環(huán)戊二烯、聯(lián)苯、聯(lián)苯醚、芴等骨架可大大提高環(huán)氧固化物的耐部件和電性能，降低明水率。此外、開演陰燃環(huán)氣體系的研究開發(fā)也引起園內(nèi)外的極大關注。      高性能環(huán)氧復合材料      高性能環(huán)氧復合材料的研究重點是提高耐濕熱性、沖擊后壓縮強度及層間力學性能。為了提高耐濕熱性，正如同環(huán)氧電子材料那樣，可向環(huán)氧樹脂和固化劑中引入荼、雙環(huán)戊二烯、聯(lián)苯、聯(lián)苯醚、苗等骨架。為了提高沖擊后壓縮強

25、度和居間力學性能，可采用提高環(huán)氧固化物斷裂韌性的方法，通常是在環(huán)氧樹脂中加入橡膠或耐熱性熱塑性樹脂，形成海島結構或互穿網(wǎng)絡結構的多相體系。      防火性環(huán)氧材料      惡性火災的不斷發(fā)生使人們逐漸認識到材料僅具有阻燃性還遠遠不能達到防止火災的目的。對飛機材料率先提出應具有防火性要求，即具有難燃(阻燃)、少煙、低毒(產(chǎn)生的氣體毒性小)、低熱釋放率等性能要求。防火性環(huán)氧材料的研制開發(fā)，不僅對航空、航天，而且對車輛、船舶、家電、高層及公共場所建筑等領域都具有極大的重要性。  

26、0;   液晶環(huán)氧樹脂      液晶環(huán)氧樹脂是一種高度分子有序、深度分子交聯(lián)的聚合物網(wǎng)絡，它融合了液晶有序與網(wǎng)絡交聯(lián)的優(yōu)點，與普通環(huán)氧樹脂相比，其耐熱性、耐水性和耐沖擊性都大為改善，可以用來制備高性能復合材料；同時，液晶環(huán)氧樹脂在取向方向上線膨脹系數(shù)小，而且其介電強度高、介電損耗小，可以使用在高性能要求的電子封裝領域，是一種具有美好應用前景的結構和功能材料，受到國內(nèi)外的重視。      液晶環(huán)氧樹脂的研究開始較晚，尚不成熟。從理論角度而言，固化工藝對固化過程中體系

27、有序度的影響是值得深入研究的一個問題。初始反應體系的相態(tài)可以影響反應速度，而反應速度的快慢也影響到固化樹脂的有序度，需要有確切的有序度和交聯(lián)度的數(shù)據(jù)，目前尚未解決。從性能研究和開發(fā)角度而言，尚未有系統(tǒng)地表征液晶環(huán)氧樹脂力學和電性能的報道，同時，利用液晶環(huán)氧樹脂對普通環(huán)氧樹脂進行改性是實現(xiàn)環(huán)氧樹脂高性能化的一個可行途徑，具有重要的應用價值。        環(huán)氧樹脂無機納米復合材料      納米材料和納米復合材料是近20年來迅速發(fā)展起來的一種新型高性能材料，是當今新材料研究中活

28、力最大、對未來經(jīng)濟和科技發(fā)展有十分重要影響的領域。日本把它列為材料科學四大研究任務之一，美國“星球大戰(zhàn)”、歐洲“尤里卡”計劃均將它列為重點項目，我國在攀登計劃中也設立了納米材料學科組。納米材料是一種超細粒子材料，其粒徑為1-l00mm。因此，它的比表面積很大，表面能很高，表面原子嚴重配位不足，具有很強的表面活性和超強吸附能力。并具有常規(guī)材料所不具有的特殊性能，如體積效應、量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應和介電限域效應等。從而使納米材料具有微波吸收性能、高表面活性、強氧化性、超順磁性等，以及特殊的光學性質(zhì)、催化性質(zhì)、光催化性質(zhì)、光電化學性質(zhì)、化學反應性質(zhì)、化學反應動力學性質(zhì)及特殊的物理機械性質(zhì)。納

29、米材料的應用將是傳統(tǒng)材料，尤其是功能材料的一次革命。納米材料用于復合材料中也將使復合材料的發(fā)展產(chǎn)生難以預料的巨大變化。納米復合材料(nanocomposite)可分為兩大類，一類是由金屬/陶瓷、金屬/金屬、陶瓷/陶瓷組成的無機納米復合材料；另一類是由聚合物/無機、聚合物/聚合物組成的聚合物納米復合材料。聚合物納米復合材料的研究起步較晚，但近23年發(fā)展相當迅速。用于環(huán)氧樹脂納米復合材料的無機納米材料有Si02、Ti02、Al2O3、CaCO3、ZnO、黏土等。初步研究結果表明，納米材料能大大提高環(huán)氧復合材料的力學性能、耐熱性、韌性、抗劃痕能力等性能，能同時達到提高耐熱性和韌性的效果。當前環(huán)氧納米

30、復合材料的研究重點是納米材料在基體中均勻分散的方法；復合方法、復合效應、復合規(guī)律和復合機理的研究；環(huán)氧納米復合材料的應用研究。納米材料和技術為環(huán)氧涂料、膠粘劑、電子材料、塑料、復合材料和功能材料的發(fā)展增添了高科技含量，開辟了一條新的途徑，必將使環(huán)氧材料的發(fā)展和應用產(chǎn)生巨大的變化。      蔗糖基環(huán)氧單體和環(huán)氧化合物      兩組蔗糖基環(huán)氧單體，命名為環(huán)氧烯丙基蔗糖(EAS)和環(huán)氧丁烯基蔗糖(ECS)，分別由辛烷氧基辛丙基蔗糖(OAS)和辛烷氧基丁烯基蔗糖(OCS)環(huán)氧化制備。合成和結構特性研

31、究表明，新型環(huán)氧單體是結構同分異構體和非對稱異構體構成的混合物，每個蔗糖分子上含有各不相同數(shù)量的環(huán)氧基。EAS和ECS可制備成平均每個蔗糖分子含1至8個環(huán)氧基的環(huán)氧化合物。      二乙烯三胺（DETA）固化的蔗糖基環(huán)氧聚合物大約在320開始降解，它可粘接鋁材、玻璃和鋼材。相對搭接抗剪試驗（ASTMD1002 94）表明，DETA固化環(huán)氧烯丙基蔗糖，每個蔗糖分子平均3.2個環(huán)氧基團（EAS-3.2），其固化物與雙酚A二縮水甘油醚相比屬于彈性粘接，而DETA固化ECS-7.3性能比DGEBA和EAS-3.2都好。所有蔗糖基環(huán)氧都可以交

32、聯(lián)固化且溶于水、二甲基甲酰胺、四氫呋喃、丙酮和二氯甲烷。雙酚A環(huán)氧樹脂的合成雙酚A（即二酚基丙烷）型環(huán)氧樹脂即二酚基丙烷縮水甘油醚。在環(huán)氧樹脂中它的原材料易得、成本最低，因而產(chǎn)量最大（在我國約占環(huán)氧樹脂總產(chǎn)量的90%，在世界約占環(huán)氧樹脂總產(chǎn)量的75%80%），用途最廣，被稱為通用型環(huán)氧樹脂。它也是本書重點介紹的環(huán)氧樹脂品種。雙酚A型環(huán)氧樹脂的合成   1.合成原理 雙酚A型環(huán)氧樹脂是由二酚基丙烷（雙酚A）和環(huán)氧氯丙烷在堿性催化劑（通常用NaOH）作用下縮聚而成。在合成過程中主要的反應可能如下所述。  （1）在堿催化下，雙酚A的酚羥基與環(huán)氧氯丙烷的環(huán)氧基反應，生成端

33、基為氯化羥基化合物開環(huán)反應。（2）氯化羥基與NaOH反應，脫HCl再形成環(huán)氧基閉環(huán)反應。（3）新生成的環(huán)氧基與雙酚A的酚羥基反應生成端羥基化合物開環(huán)反應。（4）端羥基化合物與環(huán)氧氯丙烷反應生成端氯化羥基化合物開環(huán)反應。（5）生成的氯化羥基與NaOH反應，脫HCl再生成環(huán)氧基閉環(huán)反應。   在環(huán)氧氯丙烷過量情況下，繼續(xù)不斷地進行上述開環(huán)-開環(huán)-閉環(huán)反應，最終即可得到二端基為環(huán)氧基的雙酚A型環(huán)氧樹脂。    上述反應是縮聚過程中的主要反應。此外還可能有一些不希望有的副反應，如環(huán)氧基的水解反應、支化反應、酚羥基與環(huán)氧基的反常加成反應等。若能嚴格控制合

34、適的反應條件（如投料配比，NaOH用量、濃度及投料方式，反應溫度，加料順序、含水量等），即可將副反應控制到最低限度。從而能獲得預定相對分子質(zhì)量的、端基為環(huán)氧基的線型環(huán)氧樹脂。其通式為：    式中，n為平均聚合度。通常n=019。調(diào)節(jié)雙酚A和環(huán)氧氯丙烷的用量比，可以制得平均相對分子質(zhì)量不同的環(huán)氧樹脂。按照平均相對分子質(zhì)量的大小可將雙酚A型環(huán)氧樹脂分為以下幾種。    液態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹脂（低相對分子質(zhì)量環(huán)氧樹脂、軟樹脂）。平均相對分子質(zhì)量較低，平均聚合度n=01.8。當n=01時，室溫下為液體，如EP01441-310(E-51)，E

35、P01451-310(E-44),EP01551-310(E-42)等。當n=11.8時為半固體，軟化點55，如E-31。    固態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹脂。平均相對分子質(zhì)量較高。n=1.819。當n=1.85時為中等相對分子質(zhì)量環(huán)氧樹脂。軟化點為5595。如EP01661-310（E-20），EP01671-310（E-12）等。當n>5時為高相對分子質(zhì)量環(huán)氧樹脂。軟化點100。如EP01681-410(E-06)，EP01691-410(E-03)等。    通常環(huán)氧樹脂的n=019，其相對分子質(zhì)量為3407000的低聚物。若n1

36、00，基僦具有高聚物的性能。這樣的樹脂專門命名為苯氧基樹脂（phenoxy resin），以區(qū)別于一般的環(huán)氧樹脂。苯氧基樹脂的相對分子質(zhì)量較大，通常為3萬4萬，環(huán)氧基含量非常少。實際上它是一種熱塑性高聚物，其最終的使用性能沒必要通過環(huán)氧基的固化來提供。然而它含有大量仲羥基，可用作化學改性點和交聯(lián)點。2.合成方法  （1）液態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹脂的合成方法歸納起來大致有兩種：一步法和二步法。一步法又可分為一次加堿法和二次加堿法。二步法又可分為間歇法和連續(xù)法。    一步法工藝是把雙酚A和環(huán)氧氯丙烷在NaOH作用下進行縮聚，即開環(huán)和閉環(huán)反應是在同一反應條件下進行的。目前國內(nèi)產(chǎn)是量最大的E-44環(huán)氧樹脂就是采用一步法工藝合成的。    二步法工藝是雙酚A和環(huán)氧氯丙烷在催化劑（如季銨鹽）作用下，第一步通過加成反應生成二酚基丙烷氯醇醚中間體，第二步在NaOH存在下進行閉環(huán)反應