第二章之環(huán)氧樹(shù)脂0308

當(dāng)聚合度n為零時(shí)，稱之為環(huán)氧化合物，簡(jiǎn)稱環(huán)氧化物(Epoxide)。這些低相對(duì)分子質(zhì)量樹(shù)脂，雖不完全滿足嚴(yán)格的定義，但因具有環(huán)氧樹(shù)脂的基本屬性，在稱呼時(shí)也不加區(qū)別地統(tǒng)稱為環(huán)氧樹(shù)脂。⑴定義

環(huán)氧樹(shù)脂(EpoxyResin)是泛指含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基，以脂肪族、脂環(huán)族或芳香族等有機(jī)化合物為骨架，并能通過(guò)環(huán)氧基團(tuán)反應(yīng)形成有用的熱固性產(chǎn)物的高分子低聚體(Oligomer)。第二章基體材料1、環(huán)氧樹(shù)脂的定義及發(fā)展簡(jiǎn)史一、環(huán)氧樹(shù)脂及其應(yīng)用概況第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂1典型的環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)(雙酚A型)如下式。第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

一、環(huán)氧樹(shù)脂及其應(yīng)用概況特征:

①大分子的兩端是反應(yīng)能力很強(qiáng)的環(huán)氧基。

②分子主鏈上有許多醚鍵，是一種線型聚醚結(jié)構(gòu)。

③n值較大的樹(shù)脂分子鏈上有規(guī)律地、相距較遠(yuǎn)地出現(xiàn)許多仲羥基，可以看成是一種長(zhǎng)鏈多元醇。

④主鏈上還有大量苯環(huán)、次甲基和異丙基。2依據(jù)它們的化學(xué)性質(zhì)分類為：環(huán)氧化聚烯烴過(guò)醋酸環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)氧烯烴聚合物環(huán)氧氯丙烷樹(shù)脂雙酚A樹(shù)脂環(huán)氧氯丙烷-雙酚A縮聚物雙環(huán)氧氯丙烷樹(shù)脂2，2-雙(對(duì)羥苯基)丙烷二縮水甘油醚第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

一、環(huán)氧樹(shù)脂及其應(yīng)用概況3

①國(guó)外

1891年，德國(guó)人用對(duì)苯二酚與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)，縮聚成樹(shù)脂并用酸酐使之固化；但是它的使用價(jià)值沒(méi)有被揭示。1930年，瑞士和美國(guó)進(jìn)一步進(jìn)行研究，用有機(jī)多元胺使上述樹(shù)脂固化，顯示出很高粘接強(qiáng)度，這才引起了人們的重視。

1935年確定雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂的工業(yè)價(jià)值：瑞土DTF公司和美國(guó)DR公司。1936年，瑞土DTF公司生產(chǎn)了琥珀色環(huán)氧氯丙烷-雙酚A樹(shù)脂，并同鄰苯二甲酸酐反應(yīng)，生產(chǎn)出用于澆鑄和模塑制品的具有工業(yè)意義的熱固性制品。1939年美國(guó)DR公司也生產(chǎn)出了高分子量雙酚A環(huán)氧氯丙烷樹(shù)脂并用于高級(jí)熱固性涂料。⑵環(huán)氧樹(shù)脂發(fā)展簡(jiǎn)史第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

一、環(huán)氧樹(shù)脂及其應(yīng)用概況41937-1939年，歐洲嘗試用環(huán)氧樹(shù)脂補(bǔ)牙，但沒(méi)有成功。在第二次世界大戰(zhàn)前，沒(méi)有全面開(kāi)發(fā)環(huán)氧樹(shù)脂技術(shù)。1947年，美國(guó)的DR公司完成了環(huán)氧樹(shù)脂第一次具有工業(yè)價(jià)值的制造，它開(kāi)辟了環(huán)氧氯丙烷-雙酚A樹(shù)脂的技術(shù)歷史，環(huán)氧樹(shù)脂開(kāi)始了工業(yè)化開(kāi)發(fā)，且被認(rèn)為是優(yōu)于老的酚醛樹(shù)脂和聚酯樹(shù)脂的一種技術(shù)進(jìn)步。

1955年，四種基本環(huán)氧樹(shù)脂在美國(guó)獲得生產(chǎn)制造許可證。

1959年，酚醛環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)1960年，CIBA公司工業(yè)化脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂問(wèn)世。1970年，多國(guó)開(kāi)始制造雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂。1980年，開(kāi)發(fā)新型多官能團(tuán)環(huán)氧樹(shù)脂。最近，開(kāi)發(fā)水性環(huán)氧和稠環(huán)耐溫耐濕樹(shù)脂。第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

一、環(huán)氧樹(shù)脂及其應(yīng)用概況5

②國(guó)內(nèi)

1956年，于沈陽(yáng)和上海兩地首先研制成功。1958年，上海開(kāi)始了工業(yè)化生產(chǎn)。1964年，開(kāi)始研究一些新型環(huán)氧。1980年，中國(guó)已形成了從單體、樹(shù)脂到輔助材料，從科研、生產(chǎn)到應(yīng)用的完整的工業(yè)體系。環(huán)氧樹(shù)脂現(xiàn)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可缺少的材料。環(huán)氧樹(shù)脂的產(chǎn)量和應(yīng)用水平從一個(gè)側(cè)面反映一個(gè)國(guó)家的工業(yè)技術(shù)的發(fā)達(dá)程度。6

環(huán)氧樹(shù)脂中含有獨(dú)特的環(huán)氧基，以及羥基、醚鍵等活性基團(tuán)和極性基團(tuán)，因而具有許多優(yōu)異的性能。與其他熱固性樹(shù)脂相比較，環(huán)氧樹(shù)脂的種類和牌號(hào)最多，性能各異。環(huán)氧樹(shù)脂固化劑的種類更多，再加上眾多的促進(jìn)劑、改性劑、添加劑等，可以進(jìn)行多種多樣的組合和復(fù)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(yīng)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(shù)脂所無(wú)法相比的。2、環(huán)氧樹(shù)脂的性能及應(yīng)用特點(diǎn)第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

一、環(huán)氧樹(shù)脂及其應(yīng)用概況7①力學(xué)強(qiáng)度高②粘接性能優(yōu)異③固化收縮率?、芄に囆院芒蓦娊^緣性好⑥穩(wěn)定性好⑦耐熱性一般為80-100℃⑧環(huán)氧樹(shù)脂及其固化物的綜合性能最好耐熱品種可達(dá)200℃或更高在熱固性樹(shù)脂中⑴

性能特點(diǎn)8環(huán)氧樹(shù)脂固化收縮率一般為1％-2％。是熱固性樹(shù)脂中固化收縮率最小的品種之一(酚醛樹(shù)脂為8％-10％；不飽和聚酯樹(shù)脂為4％-6％；有機(jī)硅樹(shù)脂為4％-8％)。線膨脹系數(shù)也很小，一般為6×10-5/℃。所以其產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定，內(nèi)應(yīng)力小，不易開(kāi)裂。③固化收縮率小9②不同的環(huán)氧樹(shù)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、也能緩慢固化對(duì)施工和制造工藝要求的適應(yīng)性很強(qiáng)③在三大通用型熱固性樹(shù)脂中，環(huán)氧樹(shù)脂價(jià)格偏高，在應(yīng)用上受到一定的影響④環(huán)氧樹(shù)脂可低壓成型或接觸低壓成型，因此可降低對(duì)成型設(shè)備和模具的要求，減少投資，降低成本⑵應(yīng)用特點(diǎn)能按不同的使用性能和工藝性能要求，設(shè)計(jì)出針對(duì)性很強(qiáng)的最佳配方①具有極大的配方設(shè)計(jì)靈活性和多樣性它的性能優(yōu)異，所以主要用于對(duì)使用性能要求高的場(chǎng)合，尤其是對(duì)綜合性能要求高的領(lǐng)域。10

①涂料

②膠粘劑

③電子電器

④工程塑料與復(fù)合材料

⑤土建工程⑴環(huán)氧樹(shù)脂的主要應(yīng)用領(lǐng)域3、環(huán)氧樹(shù)脂的應(yīng)用領(lǐng)域及國(guó)內(nèi)外應(yīng)用發(fā)展概況第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

一、環(huán)氧樹(shù)脂及其應(yīng)用概況11工業(yè)地坪涂料防靜電地板涂料防塵涂料⑴環(huán)氧樹(shù)脂的主要應(yīng)用領(lǐng)域①涂料122、有良好的附著力。因涂膜分子中含有的極性較大的羥基與相臨界面產(chǎn)生引力，如與金屬表面上的游離鍵起反應(yīng)，而形成牢固的化學(xué)鍵，因而大大地加強(qiáng)了涂膜的附著力，擴(kuò)大了對(duì)底材的適應(yīng)。環(huán)氧樹(shù)脂防腐涂料特性：1、優(yōu)異的耐腐蝕性能。由于環(huán)氧樹(shù)脂成膜后的分子鏈上含有很穩(wěn)定的碳-碳鍵、醚鍵和苯環(huán)，結(jié)構(gòu)致密，屏蔽性好，經(jīng)固化后抗?jié)B透性能優(yōu)異，具有耐水性、耐鹽霧性、耐油性，還有優(yōu)良的耐化學(xué)藥品性。3、具有較好的物理機(jī)械性。成膜后分子結(jié)構(gòu)中的苯環(huán)上羥基已被醚化，所以質(zhì)量穩(wěn)定，涂膜剛?cè)峤Y(jié)合，耐磨性好，涂料固體含量高，一次成膜厚，同時(shí)在固化過(guò)程中沒(méi)有小分子副產(chǎn)物的生成，不會(huì)產(chǎn)生氣體，因此還具有體積收縮性小，熱膨脹系數(shù)低等特點(diǎn)。13環(huán)氧樹(shù)脂除了對(duì)聚烯烴等非極性塑料粘結(jié)性不好之外，對(duì)于各種金屬材料如鋁、鋼、鐵、銅；非金屬材料如玻璃、木材、混凝土等；以及熱固性塑料如酚醛樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、不飽和聚酯等都有優(yōu)良的粘接性能，因此有萬(wàn)能膠之稱。環(huán)氧膠粘劑是結(jié)構(gòu)膠粘劑的重要品種。②膠粘劑14

一類用于受力部件上的膠粘劑。一般要求膠結(jié)接頭所能承受的應(yīng)力要和被粘物本身的強(qiáng)度相當(dāng)，膠粘劑本身具有優(yōu)良的耐熱性、耐介質(zhì)、耐大氣老化、耐震動(dòng)疲勞、低的蠕變和高的持久強(qiáng)度。大多以具有三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)的熱固性樹(shù)脂為主體，配以熱塑性樹(shù)脂或橡膠型增韌劑組成。主要用于機(jī)械制造和高速運(yùn)載工具（如飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈）制造等現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)部門(mén)中。其品種主要有環(huán)氧-尼龍、環(huán)氧-丁腈、環(huán)氧（芳胺固化）、酚醛-丁腈、酚醛-環(huán)氧、聚酰亞胺、聚苯并咪唑。用途及優(yōu)點(diǎn)

非結(jié)構(gòu)膠強(qiáng)度較低、耐久性差，只能由于普通、臨時(shí)性質(zhì)的粘接、密封、固定，不能用于結(jié)構(gòu)件粘接。

結(jié)構(gòu)膠強(qiáng)度高、抗剝離、耐沖擊、施工工藝簡(jiǎn)便。用于金屬、陶瓷、塑料、橡膠、木材等同種材料或者不同種材料之間的粘接。可部分代替焊接、鉚接、螺栓連接等傳統(tǒng)連接形式。結(jié)合面應(yīng)力分布均勻，對(duì)零件無(wú)熱影響和變形。在工程中結(jié)構(gòu)膠應(yīng)用廣泛，主要用于構(gòu)件的加固、錨固、粘接、修補(bǔ)等；如粘鋼，粘碳纖維，植筋，裂縫補(bǔ)強(qiáng)、密封、孔洞修補(bǔ)、道釘粘貼、表面防護(hù)、混凝土粘接等。結(jié)構(gòu)膠粘劑（structureadhesive）15施膠系統(tǒng)許多雙組份配方的膠粘劑可裝在卡式膠筒內(nèi)，用手動(dòng)的或氣動(dòng)的膠槍施膠。邊緣凹框-用結(jié)構(gòu)型塑料膠粘劑將獨(dú)特的熱塑性塑料組合件（比木材更硬）粘合到下凹的邊框上?！锃h(huán)氧結(jié)構(gòu)膠粘劑16★環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠粘劑制冷蛇形管-用環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑粘接和密封制冷蛇形管，重疊部分的抗剪強(qiáng)度可達(dá)4500psi（磅/英寸2

）。單組份的形式免除了稱量和混料的麻煩。零售商品陳列架-為了保持優(yōu)良的仿木質(zhì)的外觀，可用結(jié)構(gòu)型塑料膠粘劑代替螺絲或釘子來(lái)裝配塑料的組合件，并可省掉表面終飾的工序。將磁鐵粘接到鋼轉(zhuǎn)子上-用雙組份環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑進(jìn)行粘接，在室溫下固化，重疊處抗剪強(qiáng)度可達(dá)4500psi?？障短钛a(bǔ)性能使不夠密合的兩個(gè)表面牢固地粘合在一起。17★快干膠用一滴快干膠即可迅速地粘接多種塑料、橡膠、金屬和其他材料。?？旄赡z是一種優(yōu)秀的多用途產(chǎn)品，可用于各種裝配應(yīng)用中?？旄赡z可用于其他膠粘劑可能無(wú)法粘接的許多種材料表面，例如粘接橡膠。膠合板和木材的修補(bǔ)：快干膠是一種高粘度的液體，可填充飾面和底板之間的孔洞。18電器、電機(jī)絕緣封裝件的澆注，如電磁鐵、接觸器線圈；裝有電子元件和線路的器件的灌封絕緣。半導(dǎo)體元器件的塑封；環(huán)氧層壓塑料、環(huán)氧覆銅板。環(huán)氧預(yù)浸料DMD（Dacron/Mylar/Dacron）產(chǎn)品簡(jiǎn)介環(huán)氧預(yù)浸漬材料是由聚酯薄膜\聚酯纖維非織布柔軟復(fù)合材料浸漬環(huán)氧樹(shù)脂經(jīng)烘焙而成。該產(chǎn)品具有室溫貯存期長(zhǎng)、固化溫度低、固化時(shí)間短的特點(diǎn)。固化物具有優(yōu)異的電氣性能、粘結(jié)性能和耐熱性能，耐熱等級(jí)為F級(jí)。適用于干式變壓器低壓線圈銅（鋁）箔包襯絕緣和B級(jí)/F級(jí)電機(jī)、電器槽絕緣和匝間絕緣。材料厚度為0.18mm、0.20mm、0.25mm、0.30mm，寬度4～1000mm。③電子電器19環(huán)氧板

環(huán)氧酚醛玻璃布層壓板：用無(wú)堿玻璃纖維布浸漬環(huán)氧酚醛樹(shù)脂為底材，經(jīng)熱壓而成。3240板具有高的機(jī)械強(qiáng)度，良好的電氣性能，適用于電機(jī)、電器設(shè)備中作絕緣結(jié)構(gòu)零部件，并可在潮濕的環(huán)境和變壓器油中使用。阻燃型環(huán)氧玻璃布覆銅板FR-4:含UV板、高Tg板、環(huán)保板、黑基材板、防靜電板、軟性板、環(huán)氧玻璃布、層壓絕緣板、復(fù)合基材覆銅板（CEM-1、CEM-3）及壓制多層板用半固化片。產(chǎn)品主要適用于制作單、雙面線路板和多層線路板，廣泛的應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備及軍用裝備等各種電子產(chǎn)品。阻燃型環(huán)氧玻璃布覆銅板③電子電器20④工程塑料與復(fù)合材料高科技器材“造就”奧運(yùn)冠軍

奧運(yùn)會(huì)冠軍人人敬佩，但很少有人想到他(她)們使用的高科技體育器材的作用，環(huán)氧復(fù)合材料就是其中重要的一種，它曾“造就”奧運(yùn)冠軍。如獲得男子自行車公路賽冠軍的德國(guó)著名車手烏爾里希的“坐騎”是用碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料做的支架，質(zhì)量?jī)H7.5千克。碳纖維環(huán)氧增強(qiáng)塑料復(fù)合材料除了能做羽毛球拍、網(wǎng)球拍外，在其他體育用品方面也有體現(xiàn)，比如高爾夫球桿、自行車架、釣魚(yú)竿以及復(fù)合材料賽車、游艇等。環(huán)氧玻璃鋼拉擠型材，其成型工藝是將纖維類增強(qiáng)材料浸漬環(huán)氧樹(shù)脂基體后在光、電、熱一體的高速聚合裝置內(nèi)固化，經(jīng)牽引連續(xù)拉擠成型。主要產(chǎn)品：棒材，圓管，方管，矩形管，板材等型材，可按客戶要求設(shè)計(jì)生產(chǎn)各種規(guī)格的環(huán)氧玻璃鋼異形材。21⑤土建工程停車場(chǎng)環(huán)氧地坪1、水性封閉底漆2、耐輻射水性環(huán)氧中間漆

3、耐輻射水性環(huán)氧面漆適用于核島土建構(gòu)筑物及核島外輻射控制區(qū)的土建構(gòu)筑物的混凝土基面。具體包括反應(yīng)堆廠房，核輔助廠房，核燃料廠房與換料水池，電氣廠房，連接廠房，反應(yīng)堆停堆更衣室，放射源儲(chǔ)藏間，核廢液排放管廊，廢物輔助廠房，廢水處理廠房，固化桶儲(chǔ)藏庫(kù)，事故坑等的混凝土墻面與地面。22⑵環(huán)氧樹(shù)脂國(guó)內(nèi)外應(yīng)用發(fā)展概況國(guó)家能力（萬(wàn)噸）%歐盟美國(guó)日本其它38.337.823.93628.227.817.626.4總計(jì)136100美國(guó)歐盟日本總計(jì)涂料電子電氣復(fù)合材料建筑行業(yè)粘合劑其他16.25.72.42.41.81.517.08.32.34.71.51.25.66.10.61.20.90.738.8205.38.34.23.4總計(jì)303515.090表2.2-1世界主要國(guó)家環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)能力表2.2-2世界主要國(guó)家環(huán)氧樹(shù)脂消費(fèi)（萬(wàn)噸）第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

一、環(huán)氧樹(shù)脂及其應(yīng)用概況23年代產(chǎn)量進(jìn)口出口表觀消費(fèi)199519961997199819994.03.64.25.06.03.34.65.87.39.80.070.130.260.380.417.238.079.7411.9216.21表2.2-3我國(guó)進(jìn)幾年環(huán)氧樹(shù)脂產(chǎn)量、進(jìn)出口及表觀消費(fèi)（萬(wàn)噸）表2.2-41998年我國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂主要進(jìn)出口國(guó)家和地區(qū)進(jìn)出口量國(guó)家和地區(qū)進(jìn)口量出口量國(guó)家和地區(qū)進(jìn)口量出口量中國(guó)臺(tái)灣日本美國(guó)韓國(guó)瑞士德國(guó)荷蘭新加坡3390513454880286052321540118786720187621泰國(guó)香港加拿大英國(guó)馬來(lái)西亞法國(guó)其他合計(jì)84083167648026643781725092611128104704011第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

一、環(huán)氧樹(shù)脂及其應(yīng)用概況24圖2.2-1環(huán)氧樹(shù)脂消費(fèi)構(gòu)成25特殊結(jié)構(gòu)環(huán)氧樹(shù)脂和助劑產(chǎn)品向著精細(xì)化、功能化、能在特殊環(huán)境下固化發(fā)展。固化產(chǎn)物向具有高韌性、高強(qiáng)度、耐輻照、耐高低溫方向發(fā)展。由此特種樹(shù)脂、固化劑、稀釋劑的品種將會(huì)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(xué)近期的發(fā)展，品種的發(fā)展已集中于采用化學(xué)或非化學(xué)合成的方法，通過(guò)共混、合金的于段來(lái)制得環(huán)氧－橡膠、環(huán)氧－熱塑性塑料、各種有機(jī)無(wú)機(jī)的填充料復(fù)合物以及環(huán)氧樹(shù)脂基機(jī)無(wú)機(jī)納米復(fù)合樹(shù)料。第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

一、環(huán)氧樹(shù)脂及其應(yīng)用概況4、環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)動(dòng)向高性能化、高附加值發(fā)展，重視環(huán)境保護(hù)和生產(chǎn)的安全性。26⑴環(huán)氧樹(shù)脂的類型：按其化學(xué)結(jié)構(gòu)和環(huán)氧基的結(jié)合方式大體上分為五大類。(a)(b)(c)(d)(e)(a)縮水甘油醚類(b)縮水甘油酯類(c)縮水甘油胺類(d)脂肪族環(huán)氧化合物(e)脂環(huán)族環(huán)氧化合物第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂1、環(huán)氧樹(shù)脂的類型及合成方法二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能27

此外，還有混合型環(huán)氧樹(shù)脂，即分子結(jié)構(gòu)中同時(shí)具有兩種不同類型環(huán)氧基的化合物。TDE－85環(huán)氧樹(shù)脂AFG－90環(huán)氧樹(shù)脂按官能團(tuán)(環(huán)氧基)的數(shù)量分為雙官能團(tuán)環(huán)氧樹(shù)脂和多官能團(tuán)環(huán)氧樹(shù)脂。按室溫下樹(shù)脂的狀態(tài)分為液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂和固態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂。第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能28

⑵環(huán)氧樹(shù)脂的合成方法環(huán)氧樹(shù)脂的合成主要有兩類方法：(a)多元酚、多元醇、多元酸或多元胺等含活潑氫原子的化合物與環(huán)氧氯丙烷等含環(huán)氧基的化合物經(jīng)縮聚而得。＋有機(jī)過(guò)氧化酸(b)鏈狀或環(huán)狀雙烯類化合物的雙鍵與過(guò)氧酸經(jīng)環(huán)氧化而成。環(huán)氧化烯烴(線型、環(huán)型)烯烴多元酚多元醇多元酸多元胺(a)縮水甘油醚(b)縮水甘油酯(c)縮水甘油胺第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能29

(a)第一數(shù)字組

由5位阿拉伯?dāng)?shù)字組成。每一數(shù)字(命名順序號(hào)1、2、3、4、5)代表所指的特性，前兩位數(shù)字表示樹(shù)脂的化學(xué)組分，后三位數(shù)字分別表示樹(shù)脂黏度、環(huán)氧當(dāng)量的范圍值和對(duì)改性劑或溶劑的規(guī)定。按照表2.2-5列出的命名順序號(hào)，依次標(biāo)出各項(xiàng)性能的類別數(shù)或檔數(shù)。如果某項(xiàng)性能未作規(guī)定，則在相應(yīng)位置以“0”表示。

(b)第二數(shù)字組

由3位阿拉伯?dāng)?shù)字組成。每一數(shù)字(命名順序號(hào)6、7、8)代表所指的特性，分別表示樹(shù)脂的密度范圍值、添加劑類型和特征。按照表2.2-5列出的命名順序號(hào),依次標(biāo)出各項(xiàng)性能的檔數(shù)。如果某項(xiàng)性能未作規(guī)定，則在相應(yīng)位置以“0”表示。第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能

⑴國(guó)標(biāo)GB／T1844-1995的命名法按照國(guó)標(biāo)GB／T1844-1995規(guī)定，環(huán)氧樹(shù)脂縮寫(xiě)代號(hào)用“EP”表示。環(huán)氧樹(shù)脂牌號(hào)由兩個(gè)數(shù)字組組成，兩組數(shù)字間用“-”字線連接：第一組數(shù)字第二組數(shù)字－2、環(huán)氧樹(shù)脂的命名30命名順序號(hào)1、2345678主要性質(zhì)類別或擋數(shù)化學(xué)成分黏度（23℃）Pa.s環(huán)氧當(dāng)量g/mol有機(jī)改性劑或溶劑密度（23℃）g/cm3添加劑特征0未規(guī)定未規(guī)定未規(guī)定未規(guī)定未規(guī)定未規(guī)定未規(guī)定1雙酚A縮水甘油醚≤0.25≤115無(wú)無(wú)無(wú)具有規(guī)定燃燒性的材料2芳香族縮水甘油醚類（酯）>0.25～1116～150含活性劑含活性劑填料可水解含氯量低于0.2%3脂肪族縮水甘油醚類（酯）>1～5151～175含非活性劑含非活性劑有機(jī)或無(wú)機(jī)著色劑結(jié)晶傾向小4脂環(huán)族縮水甘油醚類（酯）流體,>5176～210含有機(jī)溶劑含有機(jī)溶劑填料和著色劑水溶性5環(huán)烯烴類環(huán)氧半固體211～290含活性劑和有機(jī)溶劑含活性劑和有機(jī)溶劑乳化劑耐熱性6酚醛環(huán)氧固體291～525含活性劑和有機(jī)溶劑含活性劑和有機(jī)溶劑--7鹵代環(huán)氧衍生物觸變劑526～1025----8其他含氮縮水甘油衍生物-1026～2050----9雜環(huán)化合物->2050----10烯烴類環(huán)氧------11其他元素環(huán)氧------表2.2-5環(huán)氧樹(shù)脂的主要性能31

命名舉例：例1某種環(huán)氧樹(shù)脂(EP)，化學(xué)組分為脂肪族縮水甘油醚(03)，黏度為1-5Pa·s(3)，環(huán)氧當(dāng)量為29l-525g/mol(6)，不含改性劑(1)，密度為1.15-1.19(3)，未規(guī)定添加劑(0)和特征(0)。其名稱為EP03361-300。例2某種環(huán)氧樹(shù)脂(EP)，系以兩種不同化學(xué)組分(00)組成，樹(shù)脂為半固體(5)，環(huán)氧當(dāng)量為211-290g/mol(5)，含有活性劑(2)，密度為1.20-1.29(4)，加有填料(2)和具有耐熱性(5)。其名稱為EP00552-425。

第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能32

環(huán)氧值:環(huán)氧值是鑒別環(huán)氧樹(shù)脂性質(zhì)的最主要的指標(biāo)，工業(yè)環(huán)氧樹(shù)脂型號(hào)就是按環(huán)氧值的不同來(lái)區(qū)分的。環(huán)氧值是指每100g樹(shù)脂中所含環(huán)氧基的物質(zhì)的量數(shù)。環(huán)氧值的倒數(shù)乘以100就稱之為環(huán)氧當(dāng)量。環(huán)氧當(dāng)量的含義是；含有1moI環(huán)氧基的環(huán)氧樹(shù)脂的克數(shù)。

無(wú)機(jī)氯含量:樹(shù)脂中的氯離子能與胺類固化劑起絡(luò)合作用而影響樹(shù)脂的固化，同時(shí)也影響固化樹(shù)脂的電性能，因此氯含量也是環(huán)氧樹(shù)脂的一項(xiàng)重要指標(biāo)。

有機(jī)氯含量:樹(shù)脂中的有機(jī)氯含量標(biāo)志著分子中末起閉環(huán)反應(yīng)的那部分氯醇基團(tuán)的含量，它的含量應(yīng)盡可能地降低，否則也要影響樹(shù)脂的固化及固化物的性能。

第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能33

⑵國(guó)標(biāo)GB／T1630-1989的命名法

鑒于目前仍大量采用環(huán)氧樹(shù)脂的老型號(hào)，故將老國(guó)標(biāo)GB／T1630-1989環(huán)氧樹(shù)脂分類、型號(hào)、命名”中環(huán)氧樹(shù)脂的命名摘錄于下，以便查閱。

(a)分類和代號(hào)

環(huán)氧樹(shù)脂按其主要組成物質(zhì)不同而分類，并分別給以代號(hào)如下：第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能34﹝b﹞命名原則第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能﹝C﹞型號(hào)35第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能36環(huán)氧樹(shù)脂是一種熱塑性低聚物，性能很差。除用作聚氯乙烯的穩(wěn)定劑等之外，沒(méi)有多少直接使用價(jià)值。

但是當(dāng)它與固化劑進(jìn)行固化反應(yīng)形成三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)后，則呈現(xiàn)出一系列優(yōu)異的性能，從而具有卓越的實(shí)用價(jià)值。所以環(huán)氧樹(shù)脂的化學(xué)反應(yīng)性能是環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)用的基礎(chǔ)、核心。環(huán)氧樹(shù)脂在固化過(guò)程中的行為及固化物的性能取決于環(huán)氧樹(shù)脂的性能、固化劑、其他助劑的性能以及它們與樹(shù)脂之間的相互影響及合理配合；此外還和它們的固化歷程有密切關(guān)系。而這些又取決嚴(yán)它們的分子結(jié)構(gòu)。環(huán)氧樹(shù)脂最大的特征是含有反應(yīng)活性很高的環(huán)氧基。

第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能3、環(huán)氧樹(shù)脂的化學(xué)反應(yīng)性37

⑴環(huán)氧基與活潑H原子的反應(yīng)按照化學(xué)性質(zhì)可把含活潑氫化合物分成堿性化合物(如伯胺、仲胺、酰胺等)和酸性化合物(如羧酸、酚、醇等)。它們的活潑氫原子與環(huán)氧基會(huì)產(chǎn)生以下加成反應(yīng)。第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能38

堿性化合物按親核機(jī)理與環(huán)氧基反應(yīng)，一般說(shuō)來(lái)堿性大的活性大，如脂肪胺＞芳香胺。酸性化合物按親電機(jī)理與環(huán)氧基反應(yīng)，．一般說(shuō)來(lái)酸性大的活性大，如羧酸＞酚＞醇。第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能39

⑵環(huán)氧基與其他官能團(tuán)的反應(yīng)

①環(huán)氧基能與HCl、HBr中的鹵素原子反應(yīng)：用于環(huán)氧當(dāng)量的測(cè)定第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能40

②環(huán)氧基能與聚氯丁二烯中1，2結(jié)合的烯丙基位的氯原子反應(yīng)而交聯(lián)。第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能41

③環(huán)氧基與氯磺酸基的反應(yīng)，用于氯磺化聚乙烯與環(huán)氧樹(shù)脂的硫化。促進(jìn)劑有二硫化二苯并噻唑、二鄰甲苯基胍等。

④環(huán)氧基與異氰酸基反應(yīng)，季胺鹽等是其高效促進(jìn)劑。最后生成惡唑烷酮。第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能42

⑤環(huán)氧基與氨基甲酸酯的反應(yīng)。此反應(yīng)經(jīng)由β-·羥乙基氨基甲酸酯，生成噁唑烷酮。叔胺(如三乙胺)和季銨鹽是該反應(yīng)的有效促進(jìn)劑。第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能43

⑶仲羥基與其他官能團(tuán)的反應(yīng)相對(duì)分子質(zhì)量較高的雙酚A型等環(huán)氧樹(shù)脂中還含有仲羥基。它與某些官能團(tuán)的反應(yīng)如下：

②仲羥基與羧基的酯化反應(yīng)。用于羧基橡膠的改性及硫化，環(huán)氧樹(shù)脂的增韌及固化等。

③仲羥基與異氰酸基的反應(yīng)。促進(jìn)劑有叔胺、有機(jī)金屬化合物等。用于異氰酸酯的擴(kuò)鏈及交聯(lián)等。

①仲羥基與羥甲基的醚化反應(yīng)。用于酚醛樹(shù)脂的改性和固化。第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能44

④鈦、鋯及鋁的醇鹽能通過(guò)下列螯合反應(yīng)使帶有羥基的聚合物交聯(lián)。環(huán)氧樹(shù)脂用烷氧基鈦交聯(lián)可制得涂料和塑料的膠粘劑。平均相對(duì)分子質(zhì)量為3000左右的環(huán)氧樹(shù)脂與三(乙酰乙酸乙酯)鋁配得性能很好的涂料。第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能45

雙酚A(即二酚基丙烷)型環(huán)氧樹(shù)脂即二酚基丙烷縮水甘油醚。

它的原材料易得、成本最低，因而產(chǎn)量最大(在我國(guó)約占環(huán)氧樹(shù)脂總產(chǎn)量的90％，在世界約占環(huán)氧樹(shù)脂總產(chǎn)量的75％一80％)，用途最廣，被稱為通用型環(huán)氧樹(shù)脂。它也是本節(jié)重點(diǎn)介紹的環(huán)氧樹(shù)脂品種。

雙酚A型環(huán)氧樹(shù)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。其反應(yīng)歷程的說(shuō)法不一，尚無(wú)定論。（1）簡(jiǎn)介第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能4、雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂46式中“n”為平均聚合度：通常n＝0~19，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(duì)分子質(zhì)量不同的環(huán)氧樹(shù)脂。按照平均相對(duì)分子質(zhì)量的大小可將雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂分為：第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能47

①液態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂(低相對(duì)分子質(zhì)量環(huán)氧樹(shù)脂、軟樹(shù)脂)。平均相對(duì)分子質(zhì)量較低，平均聚合度n＝0~1.8。

當(dāng)n＝0~1時(shí)，室溫下為液體，如EP01441-310(E-51)，EP01451-310(E-44)，EP01551-310(E-42)等。

當(dāng)n＝1~1.8時(shí)為半固體，軟化點(diǎn)＜55℃，如E-31。

②固態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂。平均相對(duì)分子質(zhì)量較高。n＝1.8~19。

當(dāng)n＝1.8~5時(shí)為中等相對(duì)分子質(zhì)量環(huán)氧樹(shù)脂。軟化點(diǎn)為55—95℃。如EP01661-310(E-20)，EP01617-310(E-12)等。

當(dāng)n＞5時(shí)為高相對(duì)分子質(zhì)量環(huán)氧樹(shù)脂。軟化點(diǎn)＞100℃，如EP01681-410(E-06)，EP01691-410(E-03)等。第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能48通常環(huán)氧樹(shù)脂的n＝0~19，其相對(duì)分子質(zhì)量＜6000，為低聚物。若n＞100，就具有高聚物的性能。這樣的樹(shù)脂專門(mén)命名為苯氧基樹(shù)脂（phenoxyresin），以區(qū)別于一般的環(huán)氧樹(shù)脂。苯氧基樹(shù)脂的相對(duì)分子質(zhì)量較大，通常為3~4萬(wàn)，環(huán)氧基含量非常少。實(shí)際上它是一種熱塑性高聚物，其最終的使用性能沒(méi)有必要通過(guò)環(huán)氧基的固化來(lái)提供。然而它含有大量仲羥基，可用作化學(xué)改性點(diǎn)和交聯(lián)點(diǎn)。例如可與異氰酸酯或三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂進(jìn)行反應(yīng)。第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能49（2）雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的大分子結(jié)構(gòu)具有以下特征：

1)大分子的兩端是反應(yīng)能力很強(qiáng)的環(huán)氧基。2)分子主鏈上有許多醚鍵，是一種線型聚醚結(jié)構(gòu)。

3)n值較大的樹(shù)脂分子鏈上有規(guī)律地、相距較遠(yuǎn)地出現(xiàn)許多仲羥基,可以看成是一種長(zhǎng)鏈多元醇。4)主鏈上還有大量苯環(huán)、次甲基和異丙基。①雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)如下第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能50②雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的各結(jié)構(gòu)單元賦予樹(shù)脂以下功能：

環(huán)氧基和羥基賦予樹(shù)脂反應(yīng)性，使樹(shù)脂固化物具有很強(qiáng)的內(nèi)聚力和粘接力。醚健和羥基是極性基團(tuán)，有助于提高浸潤(rùn)性和粘附力。醚健和C－C鍵使大分子具有柔順性。苯環(huán)賦予聚合物以耐熱性和剛性。異丙基也賦與大分子一定的剛性。一C－O－鍵的鍵能高，從而提高了耐堿性。雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)決定了它的性能具有以下特點(diǎn)；1)是熱塑性樹(shù)脂，但具有熱固性，能與多種固化劑、催化劑及添加劑形成多種性能優(yōu)異的固化物，幾乎能滿足各種使用要求。2)樹(shù)脂的工藝性好。固化時(shí)基本不產(chǎn)生小分子揮發(fā)物，可低壓成型，能溶于多種溶劑。3)固化物有很高的強(qiáng)度和粘接強(qiáng)度。4)固化物有較高的耐腐蝕性和電性能。5)固化物有一定的韌性和耐熱性。第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能51③雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量分析和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)1)平均相對(duì)分子質(zhì)量和相對(duì)分子質(zhì)量分布

平均相對(duì)分子質(zhì)量的大小決定了樹(shù)脂的環(huán)氧基含量、羥基含量、樹(shù)脂的粘度、軟化點(diǎn)及溶解性等性能，并對(duì)固化工藝、固化物的性能以及樹(shù)脂的應(yīng)用領(lǐng)域等都有很大的影響：例如相對(duì)分子質(zhì)量低的樹(shù)脂能溶于脂肪族和芳香族溶劑，而相對(duì)分子質(zhì)量高的樹(shù)脂只能溶于酮類和酯類等強(qiáng)溶劑中。

相對(duì)分子質(zhì)量分布會(huì)影響環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)晶性、粘度、軟化點(diǎn)等性能。例如平均相對(duì)分子質(zhì)量相同而相對(duì)分子質(zhì)量分布較寬的樹(shù)脂，其軟化點(diǎn)就偏低。因此，平均相對(duì)分子質(zhì)量和相對(duì)分子質(zhì)量分布是環(huán)氧樹(shù)脂的一個(gè)重要性能。第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能52

2)環(huán)氧基的含量

反應(yīng)活性極大的環(huán)氧基是環(huán)氧樹(shù)脂的最重要的官能團(tuán)。環(huán)氧基的含量直接關(guān)系到固化物交聯(lián)密度的大小，從而成為影響固化物性能的主要因素之一。因此，在合成環(huán)氧樹(shù)脂時(shí)，環(huán)氧基的含量是控制和鑒定環(huán)氧樹(shù)脂質(zhì)量的主要手段之一。在應(yīng)用環(huán)氧樹(shù)脂時(shí)，環(huán)氧基的含量是環(huán)氧樹(shù)脂固化體系配方設(shè)計(jì)(選材及配比)的主要依據(jù)之一，環(huán)氧基含量的表示方法通常有三種：

第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能環(huán)氧當(dāng)量、環(huán)氧值、環(huán)氧基的質(zhì)量分?jǐn)?shù)53環(huán)氧當(dāng)量：為含1mol環(huán)氧基的環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量(g)，單位為g/mol。環(huán)氧值：為100g環(huán)氧樹(shù)脂中所含環(huán)氧基的物質(zhì)的量，單位為mol/100g。環(huán)氧基的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：為100g環(huán)氧樹(shù)脂中所含環(huán)氧基的質(zhì)量單位為％。三者的換算關(guān)系為：[環(huán)氧當(dāng)量]=100/[環(huán)氧值]＝43/[環(huán)氧基的質(zhì)量分?jǐn)?shù)]第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能54

3）羥基含量當(dāng)雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的聚合度n＞0時(shí)，在樹(shù)脂的分子中就含有仲羥基。n值大，平均相對(duì)分子質(zhì)量就愈大，羥基含量也愈高。羥基對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的固化影響很大。它能促進(jìn)伯胺與環(huán)氧樹(shù)脂的固化反應(yīng)，能使酸酐開(kāi)環(huán)與環(huán)氧基反應(yīng)，所以羥基含量愈高，則凝膠時(shí)間愈短。在有些應(yīng)用場(chǎng)合下需要知道環(huán)氧樹(shù)脂的羥基含量來(lái)控制固化工藝。

仲羥基在環(huán)氧樹(shù)脂與金屬等的粘接中起著重要的作用。仲羥基也是環(huán)氧樹(shù)脂的活性反應(yīng)點(diǎn)，在聚合物的改性、擴(kuò)鏈及交聯(lián)等應(yīng)用上也起著重要作用。第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能55羥基當(dāng)量：為含1mol羥基的環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量(g)

，單位為g/mol。羥值：為100g環(huán)氧樹(shù)脂中所含羥基物質(zhì)的量，單位為mol/100g。羥基含量表示方法：第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能564)黏度和軟化點(diǎn)液態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂自身的黏度及固態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂一定濃度溶液的黏度都隨平均相對(duì)分子質(zhì)量的增加而增大，并隨相對(duì)分子質(zhì)量分布(即分散性)的減小而降低。雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂是由聚合度不同的同系化合物組成的。所以它沒(méi)有明確的熔點(diǎn)，只有一個(gè)熔融溫度范圍，稱為軟化點(diǎn)。環(huán)氧樹(shù)脂的黏度對(duì)溫度的敏感性很大，溫度不大的改變會(huì)引起黏度的很大變化。此效應(yīng)在使用環(huán)氧樹(shù)脂膠液時(shí)是很重要的。5)氯含量6)雜質(zhì)含景第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能57（1）雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂這是為了降低雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂本身的黏度并具有同樣性能而研制出的一種新型環(huán)氧樹(shù)脂。通常是用雙酚F（二酚基甲烷）與環(huán)氧氯丙烷在NaOH作用下反應(yīng)而得的液態(tài)雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂。也可合成出固態(tài)雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂。5、其它雙酚型環(huán)氧樹(shù)脂第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能58液態(tài)雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂可用于無(wú)溶劑涂料、膠粘劑、鑄塑料、玻璃鋼及碳纖維復(fù)合材料等。固態(tài)雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂可用作防腐涂料和粉末涂料。

雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂的特點(diǎn)是黏度小，不到雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂黏度的1／3，對(duì)纖維的浸漬性好。其固化物的性能與雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂幾乎相同，但耐熱性稍低而耐腐蝕性稍優(yōu)。第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能59

（2）雙酚AD型環(huán)氧樹(shù)脂通過(guò)改變樹(shù)脂的骨架結(jié)構(gòu)能進(jìn)一步降低樹(shù)脂本身的粘度。如把雙酚A骨架正中的兩個(gè)甲基中至少一個(gè)置換成氫，以這種結(jié)構(gòu)的雙酚為原料生產(chǎn)出的環(huán)氧樹(shù)脂的黏度就低。雙酚骨架結(jié)構(gòu)與樹(shù)脂黏度的關(guān)系如表2—10所不。雙酚AD就是有一個(gè)甲基被氫取代的雙酚。雙酚AD型樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)式為：其特點(diǎn)是黏度底，非結(jié)晶性，固化物性能與雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂基本相當(dāng)?shù)诙禄w材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能60表2—10雙酚骨架結(jié)構(gòu)和環(huán)氧樹(shù)脂黏度的關(guān)系第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能61

（3）雙酚S型環(huán)氧樹(shù)脂(黑龍江石化院研制)是由雙酚S(4．4--二羥基二苯砜)與環(huán)氧氯丙烷在堿性條件下合成的一種耐高溫環(huán)氧樹(shù)脂，反應(yīng)式：第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能由于在雙酚S型環(huán)氧樹(shù)脂中用強(qiáng)極性的砜基取代了雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的異丙基，提高了樹(shù)脂的耐熱性和熱穩(wěn)定性。砜基還提高了粘結(jié)力，增加了環(huán)氧基的開(kāi)環(huán)活性。

特點(diǎn):高溫下強(qiáng)度高，熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性及尺寸穩(wěn)定性好，與醇酸樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂等有很高的反應(yīng)能力，對(duì)玻璃纖維及碳纖維有較好的潤(rùn)濕性和粘結(jié)力；可用作澆注料、膠動(dòng)劑、涂料、層壓塑料和復(fù)合材料。62

（4）間苯二酚型環(huán)氧樹(shù)脂由間苯二酚與環(huán)氧氯丙烷縮合而成的一種低粘度環(huán)氧樹(shù)脂，反應(yīng)式

特點(diǎn)：是活性大，黏度小，加工工藝性好，耐熱性好，可用作耐高溫澆注料、纖維復(fù)合材料、無(wú)溶劑膠黏劑等，還可作為環(huán)氧樹(shù)脂的活性稀釋劑。第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能63

（5）羥甲基雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂

即鄰位化雙酚A型縮水甘油醚環(huán)氧樹(shù)脂。它是一種開(kāi)環(huán)活性比普通雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂高得多的新品種；可以室溫快速固化，甚至在-5~-10℃低氣溫下固化。羥甲基雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂是由羥甲基雙酚A與環(huán)氧氯丙烷在堿性催化劑作用下合成的。反應(yīng)式如下：第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能64羥甲基雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的特點(diǎn)：

活性大，能低溫快速固化?？勺鳛橹黧w樹(shù)脂或輔助樹(shù)脂同普通雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂(如E-51、E-44)混合使用，固化劑可選用脂肪胺、芳香胺及它們的改性胺(如二乙烯三胺、三乙烯四胺、多乙烯多胺等)?？芍谱魇覝乜焖俟袒z和負(fù)溫下使用的環(huán)氧砂漿，用來(lái)快速粘結(jié)金屬、玻璃、陶瓷、木材、硬質(zhì)塑料等，以及混凝土構(gòu)件的粘結(jié)和修補(bǔ)。特別適用于冬季施工作業(yè)。第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能65（6）氫化雙酚A型環(huán)氫樹(shù)脂又稱為雙酚H型的縮水甘油醚。是由雙酚A加氫得到氫化雙酚A，再與環(huán)氧氯丙烷在堿催化下縮合而成。反應(yīng)如下：第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能66氫化雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂繞注體的參考性能為：

熱變形溫度88℃，拉伸強(qiáng)度73.2MPa，伸長(zhǎng)率0.39％，壓縮強(qiáng)度92MPa，彎曲強(qiáng)度96．8MPa，耐電弧性85s氫化雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的特點(diǎn)是：黏度小，與雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂相當(dāng)。凝膠時(shí)間長(zhǎng)，約為雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的二倍左右。其最大特點(diǎn)是耐候性好。第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能67

（7）有機(jī)硅改性雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂用有機(jī)硅聚合物(聚硅氧烷)來(lái)改性環(huán)氧樹(shù)脂，能大大改善環(huán)氧樹(shù)脂耐熱性、耐水性、韌性、耐候性較差的缺點(diǎn)。聚硅氧烷和環(huán)氧樹(shù)脂的相溶性較差，不易共混，因此通常采用反應(yīng)的方法來(lái)改性。在催化劑作用下，出低平均相對(duì)分子質(zhì)量聚硅氧烷的烷氧基、羥基、氨基、羧基、巰基等活性基團(tuán)與低平均相對(duì)分子質(zhì)量環(huán)氧樹(shù)脂的仲羥基及環(huán)氧基反應(yīng)而得。有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂具有優(yōu)異的力學(xué)性能、電性能、耐熱性、耐水性和粘結(jié)性能，可用于高溫、高濕、溫度劇變環(huán)境下使用的防護(hù)涂料和絕緣材料。如礦用機(jī)械、電氣機(jī)車、電纜接頭、水下裝置，以及H級(jí)電動(dòng)機(jī)、潛水電動(dòng)機(jī)線圈浸漬材料等。近年來(lái)有機(jī)硅改性環(huán)氧在國(guó)外發(fā)展很決，應(yīng)用重點(diǎn)集中在半導(dǎo)體器件、密封膠模塑材料及涂料等方面。第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能68（8）有機(jī)鈦改性雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂是由正鈦酸丁酯和低平均相對(duì)分子質(zhì)量雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的羥基進(jìn)行脫醇反應(yīng)而得。由于環(huán)氧樹(shù)脂中的羥基被鈦氧基取代，因此其吸水性、防潮性、介電性等都有很大提高。另外，樹(shù)脂耐熱老化性能優(yōu)良。廣泛用于電氣、電機(jī)工業(yè)。如作為云母膠黏度的產(chǎn)品在大容量發(fā)電機(jī)的繞組絕緣上大量使用，提高了絕緣層的電氣性能，并對(duì)發(fā)電機(jī)的使用期限及運(yùn)行可靠性給予了決定性的保證。第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能69

（9）尼龍改性環(huán)氧樹(shù)脂

五三研究所研制并生產(chǎn)的尼龍改性環(huán)氧樹(shù)脂是環(huán)氧-尼龍接枝共聚物與雙氰胺-環(huán)氧樹(shù)脂預(yù)聚物的混合物。環(huán)氧-尼龍接枝共聚物是醇溶性尼龍6/66和E-51環(huán)氧樹(shù)脂在600號(hào)環(huán)氧活性稀釋劑中聚合而成。雙氰胺-環(huán)氧樹(shù)脂預(yù)聚物是雙氰胺、F-44環(huán)氧樹(shù)脂及二甲基芐胺在混合溶劑中聚合而得。將二者按比列混合即為尼龍改性環(huán)氧樹(shù)脂。特點(diǎn)：強(qiáng)度高、韌性大。用它制成的玻璃纖維增強(qiáng)塑料具有很高的力學(xué)性能和沖擊韌性。多用于軍工產(chǎn)品，如后翼片、穿甲彈彈托等。該樹(shù)脂還可用作環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂的增韌劑。第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能70是一類多官能團(tuán)環(huán)氧樹(shù)脂，在其分子中有兩個(gè)以上的環(huán)氧基，因此固化物的交聯(lián)密度大，具有優(yōu)良的耐熱性，強(qiáng)度高、模量大，電絕緣性、耐水性和耐腐蝕性好。常用的有以下品種。（1）線型苯酚甲醛環(huán)氧樹(shù)脂簡(jiǎn)稱酚醛環(huán)氧樹(shù)脂(EPN)，它是由低相對(duì)分子質(zhì)量的熱塑性線型酚醛樹(shù)脂和環(huán)氧氯丙烷在堿作用下縮聚而成。兼有酚醛樹(shù)脂和雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)。6、多酚型縮水甘油醚型環(huán)氧樹(shù)脂第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能71酚醛環(huán)氧樹(shù)脂在室溫下通常是高粘度半固體，平均聚合度n約1-3。當(dāng)n＝0時(shí)即雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂，所以酚醛環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)氧基的反應(yīng)性與雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂頗為相似；可用胺、酸酐、咪唑等固化劑固化。在合成樹(shù)脂時(shí)，由于位阻效應(yīng)，線型酚醛樹(shù)脂分子上的酚羥基并不是全都環(huán)氧化了。剩余的酚羥基往往會(huì)促使環(huán)氧基開(kāi)環(huán)自聚，從而縮短了存放期。因此酚醛環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)低溫貯存。分子結(jié)構(gòu)中的酚羥基還使酚醛環(huán)氧樹(shù)脂的開(kāi)環(huán)活性比較大，如咪唑可以在空溫下固化酚醛環(huán)氧樹(shù)脂。特點(diǎn)：環(huán)氧基含量高，樹(shù)脂粘度大，固化物交聯(lián)密度大，具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、力學(xué)件能、電絕緣性、耐水性和耐腐蝕性。用途：層壓、模壓、纏繞、澆注等成型工藝以制作玻璃鋼結(jié)構(gòu)件、電器元件等，也可用作膠粘劑。國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)廠有無(wú)錫樹(shù)脂廠、岳陽(yáng)石化總廠環(huán)氧樹(shù)脂廠、上海樹(shù)脂廠、三木集團(tuán)公司、晨光院二分廠、南通化工二廠等。第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能72（2）鄰甲酚甲醛環(huán)氧樹(shù)脂（ECN）

鄰甲酚甲醛環(huán)氧樹(shù)脂的性能大體上與苯酚甲醛環(huán)氧樹(shù)脂相似。但由于酚醛的鄰位被甲基取代，空間位阻效應(yīng)使其環(huán)氧基的反應(yīng)活性低于EPN，ECN比EPN的軟化點(diǎn)高，固化物的性能更優(yōu)越。這一特性使ECN被大量用作集成電路(IC)和各種電子電路、電子元件的封裝材料。第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能73

（3）間苯二酚甲醛環(huán)氧樹(shù)脂間苯二酚與甲醛在草酸催化下縮合成低相對(duì)分子質(zhì)量的間苯二酚甲醛樹(shù)脂后，再在NaOH作用下與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)制得間苯二酚甲醛四縮水甘油醚環(huán)氧樹(shù)脂。分子結(jié)構(gòu)式為：特點(diǎn)：具有較高的活性，固化物的耐熱性、耐腐蝕性及電性能優(yōu)良，可用作耐高溫澆注料、膠粘劑、涂料及復(fù)合材料?？捎米髌渌h(huán)氧樹(shù)脂的改性劑。第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能74

（4）其他多酚型縮水甘油醚環(huán)氯樹(shù)脂

①1，1，2，2一四(對(duì)羥基苯基)乙烷四縮水甘油醚環(huán)氧樹(shù)脂簡(jiǎn)稱四酚基乙烷四縮水甘油醚環(huán)氧樹(shù)脂。分子結(jié)構(gòu)式為：它與碳纖維、芳綸纖維制成的高性能復(fù)合材料已用于宇航工業(yè)。還可用于印刷電路板、封裝材料和粉末涂料等。第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能75

②三酚基甲烷三縮水甘油醚環(huán)氧樹(shù)脂為紅色固體。分子結(jié)構(gòu)式為：軟化點(diǎn)72~78℃，環(huán)氧值0.32，固化物的熱變形溫度可達(dá)260℃以上，有良好的韌性和濕熱強(qiáng)度，可耐長(zhǎng)期高溫氧化。該樹(shù)脂可單獨(dú)使用，也可對(duì)通用型環(huán)氧樹(shù)脂共混改性，用作高性能復(fù)合材料、封裝材料等。第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能76

（3）均苯三酚三縮水甘油醚環(huán)氧樹(shù)脂由均苯三酚與環(huán)氧氯丙烷在芐基三甲基溴化銨催化下進(jìn)行加成反應(yīng)，其生成物再與甲醇鈉反應(yīng)，脫HCl閉環(huán)形成該樹(shù)脂。其分子結(jié)構(gòu)式為：第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能77脂肪族縮水甘油醚環(huán)氧樹(shù)脂是由二個(gè)或二個(gè)以上環(huán)氧基與脂肪鏈直接相連而成。在分子結(jié)構(gòu)里沒(méi)有苯環(huán)、脂環(huán)和雜環(huán)等環(huán)狀結(jié)構(gòu)。這類樹(shù)脂絕大多數(shù)粘度很小，大多數(shù)品種具有水溶性，大多數(shù)是長(zhǎng)鏈型分子，因此富有柔韌性。但其耐熱性較差。其主要用途為：(1)環(huán)氧樹(shù)脂的改性劑(活性稀釋劑)(2)纖維整理劑(3)玻璃纖維及其織物的浸潤(rùn)劑(4)制備改性胺固化劑

(5)氯化物的穩(wěn)定劑(6)有些品種可以單獨(dú)作為水性環(huán)氧樹(shù)脂用于水性涂料、水性膠粘劑以及環(huán)氧樹(shù)脂砂漿和混凝土中。7、脂肪族縮水甘油醚型環(huán)氧樹(shù)脂第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能78縮水甘油酯型環(huán)氧樹(shù)脂是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來(lái)的一類環(huán)氧樹(shù)脂，是分子結(jié)構(gòu)中含有二個(gè)或二個(gè)以上縮水甘油酯基的化合物?？s水甘油酯型環(huán)氧樹(shù)脂的品種較多，但工業(yè)化生產(chǎn)的主要是苯二甲酸縮水甘油酯和四氫鄰苯二甲酸縮水甘油酯及六氫鄰苯二甲酸縮水甘油酯。這類環(huán)氧樹(shù)脂的分子中含有極性較強(qiáng)的縮水甘油酯鍵，因此與縮水甘油醚型環(huán)氧樹(shù)脂相比較，其反應(yīng)活性大、粘接強(qiáng)度高，可用胺類、酸酐類及咪唑類固化劑固化。8、縮水甘油酯型環(huán)氧樹(shù)脂第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能79縮水甘油胺型環(huán)氧樹(shù)脂是用伯胺或仲胺與環(huán)氧氯丙烷合成的含有二個(gè)或二個(gè)以上縮水甘油胺基（）的化合物。工業(yè)化生產(chǎn)通常多采用芳香胺。特點(diǎn)：多官能度，黏度低，活性高，環(huán)氧當(dāng)量小，交聯(lián)密度大，耐熱性高，粘接力強(qiáng)，力學(xué)性能和耐腐蝕性好，可與其他類型環(huán)氧樹(shù)脂混用。其缺點(diǎn)是有一定脆性，分子結(jié)構(gòu)中有環(huán)氧基又有氨基，因此有自固化性，貯存期短。9、縮水甘油胺型環(huán)氧樹(shù)脂第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能80國(guó)產(chǎn)縮水甘油胺型環(huán)氧樹(shù)脂主要有：

(1)4，4′-二氨基二苯甲烷環(huán)氧樹(shù)脂

型號(hào)為AG80，上海合成樹(shù)脂研究所研制生產(chǎn)。分子結(jié)構(gòu)式為：工業(yè)生產(chǎn)的四縮水甘油胺型環(huán)氧樹(shù)脂的實(shí)際官能度大約為3～3.5?？捎梅枷惆贰⑺狒?、雙氰胺及咪唑類固化劑固化。利用其優(yōu)異的粘結(jié)性、耐熱性和高模量等性能可制成高性能破纖維復(fù)合材料。4，4‘-二氨基二苯甲烷環(huán)氧樹(shù)脂/4，4‘-二氨基二苯礬/三氟化硼乙胺絡(luò)合物體系已成為177℃固化的碳纖維復(fù)合材料的典型基體體系，巳用作飛機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和宇航結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。還可用作耐熱膠粘劑的導(dǎo)電膠粘。第二章基體材料第二節(jié)環(huán)氧樹(shù)脂

二、環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性能81

(2)對(duì)氨基苯酚環(huán)氧樹(shù)脂型號(hào)為AFG-90，上海合成樹(shù)脂研究所研制生產(chǎn)。分子結(jié)構(gòu)式為：

對(duì)氨基苯酚環(huán)氧樹(shù)脂的反應(yīng)活性大，是雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂的1