環(huán)氧樹脂種類及改進課件

1、環(huán)氧樹脂種類 一、按化學結構分類 按化學結構差異，環(huán)氧樹脂可分為縮水甘油類環(huán)氧樹脂和非縮水甘油類環(huán)氧樹脂2大類。 (1) 縮水甘油類環(huán)氧樹脂 縮水甘油類環(huán)氧樹脂可看成縮水甘油（ ）的衍生化合物。主要有縮水甘油醚類、縮水甘油酯類和縮水甘油胺類3種。 縮水甘油醚類 縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂是指分子中含縮水甘油醚的化合物，常見的主要有以下幾種： 雙酚A型環(huán)氧樹脂（簡稱DGEBA樹脂）：是目前應用最廣的環(huán)氧樹脂，約占實際使用的環(huán)氧樹脂中的85%以上。其化學結構式為：雙酚F型環(huán)氧樹脂（簡稱DGEBF樹脂）： RealityCreativityRealityIdentityCretivityThemeGall

2、ery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc.脂肪族縮水甘油醚樹脂： 四溴雙酚A環(huán)氧樹脂： 縮水甘油酯類 如鄰苯二甲酸二縮水甘油酯，其化學結構式為： 縮水甘油胺類由多元胺與環(huán)氧氯丙烷反應而得，如：3050120- ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc. 環(huán)氧化烯烴類 新型環(huán)氧樹脂 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

3、。 二、按官能團的數量分類 按分子中官能團的數量，環(huán)氧樹脂可分為雙官能團環(huán)氧樹脂和多官能團環(huán)氧樹脂。對反應性樹脂而言，官能團數的影響是非常重要的。典型的雙酚A型環(huán)氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂屬于雙官能團環(huán)氧樹脂。多官能團環(huán)氧樹脂是指分子中含有2個以上的環(huán)氧基的環(huán)氧樹脂。幾種有代表性的多官能團環(huán)氧樹脂如下： 四縮水甘油醚基四苯基乙烷 (tert-PGEE)三苯基縮水甘油醚基甲烷 (tri-PGEM) 三、 按狀態(tài)分類 按室溫下的狀態(tài)，環(huán)氧樹脂可分為液態(tài)環(huán)氧樹脂和固態(tài)環(huán)氧樹脂。 液態(tài)樹脂指相對分子質量較低的樹脂，可用作澆注料、無溶劑膠粘劑和涂料等。 固態(tài)樹脂是相對分子質量較大的環(huán)氧樹脂，是一種熱塑性的固態(tài)

4、低聚物，可用于粉末涂料和固態(tài)成型材料等。 環(huán)氧樹脂的性質 環(huán)氧樹脂都含有環(huán)氧基，因此環(huán)氧樹脂及其固化物的性能相似，但環(huán)氧樹脂的種類繁多，不同種類的環(huán)氧樹脂因碳架結構有較大的差別，其性質有一定差別。同一種類、不同牌號的環(huán)氧樹脂因相對分子質量、分子量分布差異，其黏度、軟化點、化學反應性等理化性質也有一定差異。即使是同一種類同一牌號的環(huán)氧樹脂，其固化物的性質也因固化劑及固化工藝的不同而有所不同。也就是說，環(huán)氧樹脂的性質與其分子結構、制備工藝以及樹脂組成有關，固化物的性質還與固化劑的種類及分子結構、固化工藝等有關。 雙酚A型環(huán)氧樹脂，目前應用最廣，其分子中的雙酚A骨架提供強韌性和耐熱性，亞甲基鏈賦予柔

5、軟性，醚鍵賦予耐化學藥品性，羥基賦予反應性和粘接性。雙酚F型環(huán)氧樹脂與雙酚A型環(huán)氧樹脂性質相似，只不過其黏度比雙酚A型環(huán)氧樹脂低得多，適合作無溶劑涂料。雙酚S型環(huán)氧樹脂也與雙酚型A型環(huán)氧樹脂相似，其黏度比雙酚A型環(huán)氧樹脂略高，其最大的特點是固化物具有比雙酚A型環(huán)氧樹脂固化物更高的熱變型溫度和更好的耐熱性能。氫化雙酚A型環(huán)氧樹脂的特點是樹脂的黏度非常低，但凝膠時間比雙酚A型環(huán)氧樹脂凝膠時間長兩倍多，其固化物的最大特點是耐候性好，可用于耐候性的防腐蝕涂料。酚醛環(huán)氧樹脂主要包括苯酚線性酚醛環(huán)氧樹脂和鄰甲酚線性酚醛環(huán)氧樹脂，其特點是每分子的環(huán)氧官能度大于2，可使涂料的交聯密度大，固化物耐化學藥品性、耐

6、腐蝕性以及耐熱性比雙酚A型環(huán)氧樹脂好，但漆膜較脆，附著力稍低，且常常需要較高的固化溫度，常用作集成電路和電子電路、電子元器件的封裝材料。溴化環(huán)氧樹脂因分子中含有阻燃元素，因此其阻燃性能高，可作為阻燃型環(huán)氧樹脂使用，常用于印刷電路板、層壓板等。脂環(huán)族環(huán)氧樹脂因為其環(huán)氧基直接連在脂環(huán)上，因此其固化物比縮水甘油型環(huán)氧樹脂固化物更穩(wěn)定，表現在良好的熱穩(wěn)定性、耐紫外線性好、樹脂本身的黏度低，缺點是固化物的韌性較差，這類樹脂在涂料中應用較少，主要用作防紫外線老化涂料。環(huán)氧樹脂的改性 一、環(huán)氧樹脂的增韌改性 為了增加環(huán)氧樹脂的韌性，最初人們采用的方法是加入一些增塑劑、增柔劑，但這些低分子物質會大大降低材料的

7、耐熱性、硬度、模量及電性能。從20世紀60年代開始，國內外普遍開展了環(huán)氧樹脂增韌改性的研究工作，以期在熱性能、模量及電性能下降不太大的情況下提高環(huán)氧樹脂的韌性。 (1) 橡膠彈性體增韌環(huán)氧樹脂 環(huán)氧樹脂增韌用的橡膠彈性體一般都是反應性液態(tài)聚合物，相對分子質量在100010000，在端基或側基上帶有可與環(huán)氧基反應的官能團。用于環(huán)氧樹脂增韌的反應性橡膠彈性體品種主要有：端羧基丁腈橡膠、端羥基丁腈橡膠、聚硫橡膠、液體無規(guī)羧基丁腈橡膠、丁腈基-異氰酸酯預聚體、端羥基聚丁二烯、聚醚彈性體、聚氨酯彈性體等。同步法合成的聚丙烯酸丁酯-環(huán)氧樹脂互穿網絡聚合物，在提高環(huán)氧樹脂韌性方面取得了令人滿意的效果。 (2

8、) 熱塑性樹脂增韌環(huán)氧樹脂 用于環(huán)氧樹脂增韌改性的熱塑性樹脂主要有聚砜、聚醚砜、聚醚酮、聚酰亞胺、聚苯醚、聚碳酸酯等耐熱性及力學性能都比較好的工程塑料，它們或者以熱熔化的方式，或者以溶液的方式摻混入環(huán)氧樹脂。橋聯 作用、裂紋錨釘效應 (3）超支化聚合物增韌環(huán)氧樹脂 超支化聚合物的球狀三維結構能降低環(huán)氧固化物的收縮率； 超支化聚合物的活性端基能直接參與固化反應形成立體網狀結構，眾多的末端官能團能加快固化速度； 超支化聚合物的尺寸和球狀結構杜絕了在其它傳統(tǒng)的增韌體系中所觀察到的有害的粒子過濾效應，起到內增韌的作用。 (4) 核殼結構聚合物增韌環(huán)氧樹脂 核殼結構聚合物是指由2種或2種以上單體通過乳液

9、聚合而獲得的一類聚合物復合粒子。粒子的內部和外部分別富集不同成分，顯示出特殊的雙層或者多層結構，核與殼分別具有不同功能，通過控制粒子尺寸及改變聚合物組成來改性環(huán)氧樹脂，可減少內應力，提高粘結強度和沖擊性，可獲得顯著增韌效果。 二、環(huán)氧樹脂的其他改性1、 耐濕熱改性減少樹脂基體分子結構中的極性基團，使樹脂基體與水的相互作用降低，從而降低樹脂基體的吸水率；同時優(yōu)化復合材料的成型工藝，減少復合材料在成型過程中產生的微孔、微裂紋、自由體積等也能提高其耐濕熱性能。增大交聯度，引入耐熱基團如引入亞胺基、異氰酸酯基、嗯唑烷酮等，以及形成互穿聚合物網絡是提高耐熱性的最重要手段;用含有端胺基的苯胺二苯醚樹脂作固化劑改性環(huán)氧樹脂，得到的復合材料在空氣氣氛中的初始分解溫度高，耐濕熱性能好。 2、 阻燃改性 環(huán)氧樹脂的阻燃性較差，為改善其阻燃性，通常在環(huán)氧樹脂中引入鹵素、氮、磷、硼和硅等阻燃元素。引入的方法可以是使用阻燃型固化劑，如含鹵、磷、硼以及硅的固化劑來固化環(huán)氧樹脂，對環(huán)氧樹脂進行結構改性，在環(huán)氧樹脂分子中引入阻燃元素。溴化的酚醛型環(huán)氧樹脂可作為封裝材料用環(huán)氧樹脂的反應性阻燃劑。3、 化學改性通過改變環(huán)氧樹脂的結構，在環(huán)氧樹脂分子