環(huán)氧樹脂EP演示文稿

環(huán)氧樹脂EP演示文稿第一頁，共三十二頁。課程內容

第一部分：環(huán)氧樹脂概述第二部分：環(huán)氧樹脂的結構與性能第三部分：環(huán)氧塑料的組成第四部分：環(huán)氧塑料的應用第二頁，共三十二頁。一、概述1.定義：環(huán)氧樹脂（EpoxyResin）是指分子結構中含有2個或2個以上環(huán)氧基并在適當的化學試劑存在下能形成三維網狀固化物的化合物的總稱，是一類重要的熱固性樹脂。環(huán)氧樹脂既包括環(huán)氧基的低聚物，也包括含環(huán)氧基的低分子化合物。雙酚A型EP化學結構式第三頁，共三十二頁。環(huán)氧樹脂的研究始于20世紀30年代。1934年德國公司的的P.Schlack發(fā)現用胺類化合物可使含有多個環(huán)氧基團的化合物聚合成高分子化合物，生成低收縮率的塑料，從而獲得德國專利。稍后，瑞士Gebr.deTrey公司的PierreCastan和美國Devoe&Raynolds公司的S.O.Greelee用雙酚A和環(huán)氧氯丙烷經縮聚反應制得環(huán)氧樹脂，用有機多元胺或鄰苯二甲酸酐均可使樹脂固化，并具有優(yōu)良的粘接性。進入20世紀50年代，在普通雙酚A環(huán)氧樹脂生產應用的同時，一些新型的環(huán)氧樹脂相繼問世。1960年前后，相繼出現了熱塑性酚醛環(huán)氧樹脂、鹵代環(huán)氧樹脂、聚烯烴環(huán)氧樹脂。一、概述—2．環(huán)氧樹脂發(fā)展簡史第四頁，共三十二頁。中國研制環(huán)氧樹脂始于1956年，在沈陽、上海兩地首先獲得了成功。1958年上海、無錫開始了工業(yè)化生產。20世紀60年代中期開始研究一些新型的脂環(huán)族環(huán)氧：酚醛環(huán)氧樹脂、聚丁二烯環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯環(huán)氧樹脂、縮水甘油胺環(huán)氧樹脂等，到70年代末期中國已形成了從單體、樹脂、輔助材料，從科研、生產到應用的完整的工業(yè)體系。一、概述—2．環(huán)氧樹脂發(fā)展簡史第五頁，共三十二頁。二、環(huán)氧樹脂的結構與性能1.由于EP的相對分子質量小，常溫下具有很好的流動性，易于成型和固化。2.EP中具有羥基（—OH）、醚基（—O—）和極為活潑的環(huán)氧基，使它對其它物質有很高的粘結力，適宜粘接多種物質，俗稱“萬能膠”。3.由于EP中含有較多的極性基團，固化后的分子結構較為緊密，所以它比PF和UP有更好的力學性能。第六頁，共三十二頁。4.固化后的EP具有優(yōu)良的化學穩(wěn)定性，耐酸，耐溶劑，尤其耐堿性是PF和UP所不及的。5.EP體系在寬廣的頻率和溫度范圍內具有良好的電性能，是一種具有高介電強度和耐電弧性的優(yōu)良絕緣材料。廣泛用于電氣和電子領域元器件的包封料。二、環(huán)氧樹脂的結構與性能第七頁，共三十二頁。6.環(huán)氧固化物的耐熱性一般為80～100℃。環(huán)氧樹脂的耐熱品種可達200℃或更高。7.工藝性好。環(huán)氧樹脂固化時基本上不產生低分子揮發(fā)物，所以可低壓成型或接觸壓成型。能與各種固化劑配合制造無溶劑、高固體、粉末涂料及水性涂料等環(huán)保型涂料。二、環(huán)氧樹脂的結構與性能第八頁，共三十二頁。環(huán)氧樹脂也存在一些缺點，比如耐候性差，環(huán)氧樹脂中一般含有芳香醚鍵，固化物經日光照射后易降解斷鏈，所以通常的雙酚A型環(huán)氧樹脂固化物在戶外日曬，易失去光澤，逐漸粉化，因此不宜用作戶外的面漆。另外，環(huán)氧樹脂低溫固化性能差，一般需在10℃以上固化，在10℃以下則固化緩慢，對于大型物體如船舶、橋梁、港灣、油槽等寒季施工十分不便。二、環(huán)氧樹脂的結構與性能第九頁，共三十二頁。環(huán)氧樹脂種類較多，且新品種不斷增多，因此到目前為此還沒有一種較明確的分類方法。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。三、環(huán)氧樹脂分類第十頁，共三十二頁。①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。三、環(huán)氧樹脂分類第十一頁，共三十二頁。雙酚F型環(huán)氧樹脂（簡稱DGEBF樹脂）：三、環(huán)氧樹脂分類第十二頁，共三十二頁。②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：③縮水甘油胺類由多元胺與環(huán)氧氯丙烷反應而得，如：三、環(huán)氧樹脂分類第十三頁，共三十二頁。（2）非縮水甘油類環(huán)氧樹脂非縮水甘油類環(huán)氧樹脂主要是用過醋酸等氧化劑與碳-碳雙鍵反應而得。主要是指脂肪族環(huán)氧樹脂、環(huán)氧烯烴類和一些新型環(huán)氧樹脂。①脂環(huán)族環(huán)氧樹脂雙(2,3-環(huán)氧基環(huán)戊基)醚（ERR-0300）乙烯基環(huán)己烯二環(huán)氧化物（ERL-4206）三、環(huán)氧樹脂分類第十四頁，共三十二頁。四、環(huán)氧塑料的組成與性能

未固化的EP為線型結構，不能直接使用，必須加入固化劑在一定溫度下進行交聯(lián)固化反應，形成體型網狀結構后才能使用。這種加有固化劑和其它添加劑形成的熱固性材料及制品稱為環(huán)氧塑料。第十五頁，共三十二頁。1.固化劑用于EP的固化劑大體上可分為兩類：一類可與EP分子進行加成，并通過逐步縮合反應的歷程使它交聯(lián)成體型網狀結構，這類固化劑稱為反應性固化劑，如胺類和酸酐類固化劑；另一類是催化性的固化劑，它可引發(fā)樹脂分子中的環(huán)氧基，按照陽離子或陰離子聚合的歷程進行固化反應，如叔胺和三氟化硼的絡合物等。除上述兩類固化劑外，還常用高分子類固化劑，如低相對分子質量聚酰胺、PF等。四、環(huán)氧塑料的組成與性能第十六頁，共三十二頁。

2.增韌劑從本質上講這類物質有些本身就是增塑劑，如鄰苯二甲酸酯類，磷酸酯類等。它們不含有能參與固化反應的活性基團，常稱作非活性增韌劑。同時，由于它們粘度小，可兼作稀釋劑，用量一般為5%~20%；另一類增韌劑是一些含有各種活性基團（如環(huán)氧基、硫基、氨基等）的物質，如低相對分子質量PA、液體丁腈、UP、環(huán)氧植物油等。它們直接參與EP的固化反應，成為交聯(lián)體系中的組成部分，因而，稱為活性增韌劑。四、環(huán)氧塑料的組成與性能第十七頁，共三十二頁。

3．稀釋劑稀釋劑是一類用來降低EP粘度，提高浸潤、擴散、吸附能力的物質。加入后，可大大降低樹脂的粘度，使之易于流動，改善成型工藝性能。此外，選擇適當的稀釋劑還有利于控制固化體系的反應熱，延長固化周期，提高填料用量。但稀釋劑用量過多會降低固化物的主要性能。四、環(huán)氧塑料的組成與性能第十八頁，共三十二頁。4．填料填料是熱固性樹脂常用的助劑。適當加入填料不僅可以相對減少樹脂用量，降低成本，而且能獲得以下效果：①改善成型性能，如抑制反應熱、延長固化周期、降低收縮、調節(jié)粘度等；②提高耐熱性；③改善電性能；④提高力學強度，如硬度、剛度、壓縮強度、耐磨性等。EP中加入各種填料可起到上述一種或幾種作用。在實際生產中，應根據使用環(huán)境和制品性能要求選擇不同的填料，常用的有玻璃纖維、石英粉、云母粉、滑石粉、高嶺土、CaCO3等。四、環(huán)氧塑料的組成與性能第十九頁，共三十二頁。二、環(huán)氧塑料的性能環(huán)氧塑料的性能主要取決于EP的類型、固化劑種類和添加劑。反應性固化劑在固化后成為EP結構的一部分，因此固化劑不同會給EP固化物性能帶來很大的差異，如用低相對分子質量聚酰胺固化所得環(huán)氧塑料的熱變形溫度約為90℃，而且酸酐固化的環(huán)氧塑料熱變形溫度可超過200℃，兩者相差100℃。由此可見，與其他熱固性塑料相比，EP固化劑的作用就顯得特別重要。四、環(huán)氧塑料的組成與性能第二十頁，共三十二頁。1.物理、力學性能力學性能較高，尤其是玻璃纖維增強的EP玻璃鋼具有優(yōu)異的抗拉、抗沖強度。線性膨脹系數和成型收縮率較小，具有良好的尺寸穩(wěn)定性。2.耐熱性能耐熱性能優(yōu)良，如采用含有苯環(huán)的酸酐類固化劑可進一步提高環(huán)氧塑料的耐熱性。四、環(huán)氧塑料的組成與性能第二十一頁，共三十二頁。3.電性能電絕緣性能良好，常用于電氣設備及絕緣裝置的封裝材料。4.耐腐蝕性含有穩(wěn)定的苯環(huán)和醚鍵，結構緊密，因而化學穩(wěn)定性好，能耐一般酸、堿介質的侵蝕。四、環(huán)氧塑料的組成與性能第二十二頁，共三十二頁。家中的?？停杭译娭猩俨涣司€路板，線路板少不了環(huán)氧樹脂體系。家電中有無數的電子元器件，電子元器件少不了由環(huán)氧樹脂澆注、塑封、包封、密封。家電必須絕緣、阻燃，否則就不能安全使用，而一些環(huán)氧樹脂體系正是有著絕緣、阻燃作用，用它浸漬線圈、澆注變壓器、封裝高壓包或微電機，就能有效、可靠、安全地為你服務。當你看到電冰箱、洗衣機裝飾得那么光彩奪目、鮮艷美觀，你可知道它們也是由環(huán)氧樹脂粉末涂料“涂脂抹粉”的結果嗎？許多家庭室內裝璜美觀大方，家具華貴典雅，而這些高檔家具漆，多彩的釉磚，漂亮的工藝制品等等，都閃現著你所不熟悉的“朋友”——環(huán)氧樹脂體系的影子。

四、環(huán)氧塑料的應用第二十三頁，共三十二頁。四、環(huán)氧塑料的應用第二十四頁，共三十二頁。旅游伙伴：車船周身所涂的防腐底漆及裝飾結構件的粘接，飛機用的結構膠，汽車門用的卷邊膠，候車室中美觀方便的座椅，公共場所各種功能性的地坪……。旅途中你可能為了消除途中的疲勞，聽聽收音機，唱唱卡拉OK，玩玩掌上游戲機……這時我們的朋友環(huán)氧樹脂體系也始終伴隨在你身邊，它是這些音響或玩具的組成材料在旅途中你一定會去一些名勝古跡、旅游勝地，這里你將會見到更多的、五顏六色的環(huán)氧樹脂體系制品。

四、環(huán)氧塑料的應用第二十五頁，共三十二頁。第二十六頁，共三十二頁。文化使者：你一定歡迎字跡清晰、色調鮮明的書報。用環(huán)氧樹脂體系制成的油墨就有這樣的特點，并且固色牢度好，不易磨去，便於長期保存環(huán)氧樹脂體系字版可以照相制版，圖案逼真，輪廓鮮明，制作容易，版子強度好，代替鉛字版使印刷業(yè)得以飛速的發(fā)展。最近它還應用到節(jié)日的焔火中，利用不同的燃點，不同的爆發(fā)時間，焔火在空中散開時打一個時間差，造成各種美麗的圖案，美麗的焔火使節(jié)日變得更為熱鬧。在信息時代的今天，環(huán)氧記憶材料的出現，在信息高速公路上又起了重要的作用。

四、環(huán)氧塑料的應用第二十七頁，共三十二頁。第二十八頁，共三十二頁。建設尖兵：環(huán)氧樹脂體系應用于兵器工業(yè)。在戰(zhàn)爭年代里玻璃鋼盾、盔、板雖不能使“刀槍不入”成真，但減輕了受攻擊人員的殺傷率卻不假。坦克、裝甲車這種活動的堡壘，很難用普通的炸藥包去炸了它，而一種能貼在這種戰(zhàn)車上的炸彈卻能百發(fā)百中地使其毀于一“彈”，這就是用環(huán)氧樹脂體系特制的粘貼型炸彈。用環(huán)氧樹脂體系制成的槍托輕巧耐用，用玻璃鋼架的便橋省時、省力而且堅固，用環(huán)氧樹脂膠粘劑搶修一些軍事設施更是簡便可靠，因而環(huán)氧樹脂在軍工上大有用武之地，堪稱國防建設的良材。四、環(huán)氧塑料的應用第二十九頁，共三十二頁。裝飾專家：一種純度極高、粘度非常低的環(huán)氧樹脂體系，就不需要溶劑作伴，能與顏料或染料配制成無溶劑漆或澆注料。由它涂制的彩燈、彩色玻璃片，透光性好、粘性強。由它澆注出的發(fā)光體，光澤鮮艷、使用權用壽命長。這些制品用在舞臺裝飾時為會場增添了魅力，為舞場伴侶們增添了情趣。

四、環(huán)氧塑料的應用第三十頁，共三十二頁。一種粘度不高不低、分子量不大不小的環(huán)氧樹脂體系，發(fā)揮承上啟下的作用，經過某一化學過程的處理，成了水溶性化合物。它有種特殊的本能：能在潮濕條件下，甚至在水的存在下固化。由它制備的電泳漆使汽車、自行車、童車的外表變得光彩奪目。

一種分子量更大些的環(huán)氧樹脂體系則在粉末涂料中起著骨干作用。它與填料、染料或顏