環(huán)氧樹脂的一般概念類型合成活性反應(yīng)

環(huán)氧樹脂的一般概念—類型、合成、命名、活性、各種反響環(huán)氧樹脂的類型環(huán)氧樹脂的種類很多，并且不斷有品種消滅。環(huán)氧樹脂的分類方法也很多。(1)縮水甘油醚類，(2)(5)脂環(huán)族環(huán)氧化合物。物。例如：TDE—85環(huán)氧樹，AFG-90對(duì)反響性樹脂而言，官能團(tuán)數(shù)的影響是格外重要的。還可以按室溫下樹脂的狀態(tài)分為液態(tài)環(huán)氧樹脂和固態(tài)環(huán)氧樹脂。這在實(shí)際使b氧樹脂固化體系，也不是到達(dá)C對(duì)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)氧樹脂的合成方法環(huán)氧樹脂的合成方法環(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。烷等含環(huán)氧基的化合物經(jīng)縮聚而得?！?〕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(guó)標(biāo)GB／T1630-1989的命名法依據(jù)GB/T1630-1989的規(guī)定，環(huán)氧樹脂的名稱由樹脂縮寫代號(hào)加牌號(hào)組成。GB/T1844-1995規(guī)定，環(huán)氧樹脂縮寫代號(hào)用“EP”表示。環(huán)氧樹脂牌號(hào)由兩個(gè)數(shù)字組組成。兩組數(shù)字間用一字線連接：第Ⅰ數(shù)字組—第Ⅱ數(shù)字組。1數(shù)字組。第1數(shù)字組由5位阿拉伯?dāng)?shù)字組成。每一數(shù)字(命名挨次號(hào)l、2、3、4、5)代表所指的特性，前兩位數(shù)字表示樹脂的化學(xué)組分，后三位數(shù)字分別表示樹脂黏度、環(huán)氧當(dāng)量的范圍值和對(duì)改性劑或溶劑的規(guī)定。依據(jù)表2—1列則在相應(yīng)位置以“0”表示。第Ⅱ數(shù)字組。第Ⅱ數(shù)字組由36、7、8)代表所指的特性，分別表示樹脂的密度范圍值、添加劑類型和特征。依據(jù)2—2則在相應(yīng)位置以“0”表示。環(huán)氧樹脂的主要性能命名序 1和2 4 5號(hào)3別化學(xué)組分黏度23℃/pa.s環(huán)氧當(dāng)量/g.mol-1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≤0.25≤115無2芳香族縮水甘油醚〔或酯〕>0.25-1116-150含活性劑脂肪族縮水甘油醚>1-5151-175含非活性劑3〔或酯〕4脂環(huán)族縮水甘油醚流體,>5176-210含有機(jī)溶劑〔或酯〕5環(huán)烯烴類環(huán)氧半固體211-290含活性劑和有機(jī)溶劑6酚醛環(huán)氧觸變劑291-525含非活性劑和有機(jī)溶劑7鹵代環(huán)氧衍生物-526-1025-8其他含氮縮水甘油-1026-2050-衍生物99雜環(huán)化合物->2050-10烯烴類環(huán)氧---11其他元素環(huán)氧---“1”類樹脂寫作“01”，“10”“1”類樹脂寫作“01”，“10”類樹脂寫作“10”。對(duì)由兩類不同化學(xué)組分組成的樹脂混合物，可用符號(hào)“00”表示。環(huán)氧樹脂的次要性能命名序號(hào)6 78性能檔數(shù)密度〔23℃〕添加劑①/g-3特征0未規(guī)定 未規(guī)定未規(guī)定1≤1.10 無具有規(guī)定燃燒性的材料②21.10-1.14 填料可水解含氯量低于0.2%3有機(jī)或無機(jī)著1.15-1.19結(jié)晶傾向小色劑41.20-1.29 填料和著色劑水溶性51.30-1.39 乳化劑耐熱性61.40-1.59 --注(5)，其名稱為EP注(5)，其名稱為EP00552—425。2、國(guó)標(biāo)GB／T1630-1989的命名法鑒于目前仍大量承受環(huán)氧樹脂的老型號(hào)，故將老國(guó)標(biāo)“GB／T1630-1989環(huán)氧樹脂分類、型號(hào)、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(hào) 環(huán)氧樹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：771.60-1.80--注：①假設(shè)使用多種添加劑或規(guī)定有多種特征標(biāo)示，應(yīng)標(biāo)出最主要的一種。毒氣體和煙密度等性能。(31-某種環(huán)氧樹脂(EP)，化學(xué)組分為脂肪族縮水甘油醚(03)，教l-5Pa·s(3)，環(huán)氧當(dāng)量為291-525g/mol(6)，不含改性劑(1)，密度為1.15-1.19注：①假設(shè)使用多種添加劑或規(guī)定有多種特征標(biāo)示，應(yīng)標(biāo)出最主要的一種。毒氣體和煙密度等性能。(31-某種環(huán)氧樹脂(EP)，化學(xué)組分為脂肪族縮水甘油醚(03)，教l-5Pa·s(3)，環(huán)氧當(dāng)量為291-525g/mol(6)，不含改性劑(1)，密度為1.15-1.19g/cm3(3)，未規(guī)定添加劑(0)和特征(o)，其名稱為EP0336l-300。例2-某種環(huán)氧樹脂(EP)，系以兩種不同化學(xué)組分(00)組成，樹脂為半固體(52ll2代號(hào)環(huán)氧樹脂類別代號(hào)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(jī)鈦改性二酚基丙烷環(huán)氧樹脂N酚酞環(huán)氧樹脂EG有機(jī)硅改性二酚基丙S四酚基環(huán)氧樹脂烷環(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(cè)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)己烯環(huán)氧樹脂B丙三醇環(huán)氧樹脂W二氧化雙環(huán)氧戊二基醚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H甲酸L有機(jī)磷環(huán)氧樹脂-己烷甲酯2)在這根本名稱之前加上型號(hào)。(3)型號(hào)：1)環(huán)氧樹脂以一個(gè)或兩個(gè)漢語拼音字母與二位阿拉伯?dāng)?shù)字作為型3)其次位是組四位是標(biāo)志出該產(chǎn)品的主要性能環(huán)氧值平均數(shù)。(4)舉例： 某牌號(hào)環(huán)氧樹脂以二酚基丙烷為主要組成物質(zhì)環(huán)氧值指標(biāo)為0.48～0.54mol/loog0.51，該樹脂的全稱為“E-5l環(huán)氧基的反響活性它們的分子構(gòu)造。環(huán)氧樹脂最大的特征是含有反響活性很高的環(huán)氧基。2—1所示。環(huán)氧基三元環(huán)的兩個(gè)碳原子和一個(gè)氧原子在同一平氧的電負(fù)性比碳大，導(dǎo)致靜電極化作用，使氧原子四周電子云密度增加。假設(shè)將環(huán)均一，而環(huán)氧乙烷的電荷明顯地偏向氧原子。這樣一來，在環(huán)氧基上就形成兩個(gè)近時(shí)則攻擊碳原子，并快速發(fā)生反響，引起C——O時(shí)又由于環(huán)內(nèi)鍵角約60°，與正常的鍵角約109°比較，每個(gè)鍵都向內(nèi)屈撓約24°，因此環(huán)氧環(huán)具有很大的張力。就象一張拉開的弓，有很大的回復(fù)原態(tài)的傾形能量，使得環(huán)氧基具有極高的反響活性。端環(huán)氧基(如環(huán)氧乙烷)與脂環(huán)族環(huán)氧化合物脂環(huán)上的環(huán)氧基在立體構(gòu)造上脂環(huán)族環(huán)氧化合物中，C、C、C及C四個(gè)碳原子處于同一平面上，C和C在6 1 2 3 4 5C-CC和C比端環(huán)氧基的碳原子受到6 3 l 2SNβ開裂生成正2礙的原因，其反響活性比端環(huán)氧基的反響活性低得多。質(zhì)子和路易斯酸之類的親電子試劑攻擊氧原子進(jìn)展加成反響。在這種狀況酸酐是脂環(huán)族環(huán)氧樹脂的主要固化劑。的反響速度，而會(huì)降低環(huán)氧基與親核試劑(如路易斯堿等)的反響速度。當(dāng)R電子基團(tuán)時(shí)，則恰恰相反。環(huán)氧基的均聚反響環(huán)氧基雖然有極高的反響活性，但是假設(shè)沒有固化劑、催化劑或有害雜質(zhì)，A200℃也不會(huì)開環(huán)聚合。所以環(huán)氧樹脂的存放期很長(zhǎng)?？墒黔h(huán)氧樹脂在叔胺等路易斯堿或BF3等路易斯酸的催化作用下，環(huán)氧基會(huì)按離子型聚合反響的歷程開環(huán)均聚。在叔胺作用下，環(huán)氧基按陰離子逐步聚合反響歷程開環(huán)均聚。這是由于叔胺NCδ+原子而形成長(zhǎng)或交聯(lián)。體系中水和醇等給質(zhì)子基團(tuán)化合物能促進(jìn)環(huán)氧基的開環(huán)反響。BF3是環(huán)氧樹脂的陽(yáng)離子型催化劑。由于反響太猛烈，樹脂凝膠太快(僅數(shù)十秒鐘)，無法操作，所以通常是與路易斯堿(胺類、醚類等)形成絡(luò)合物，降低反響活性后使用。BF3—胺絡(luò)合物能引發(fā)環(huán)氧基按陽(yáng)離子聚合反響歷程開環(huán)均聚。聚合歷程比較簡(jiǎn)單，經(jīng)基對(duì)它影響很大。對(duì)于純的雙酚A型環(huán)氧樹脂而言，首先BF3胺絡(luò)合物離解釋出H+，H+攻擊環(huán)氧基開環(huán)形成離子構(gòu)造。可作為潛性固化劑。無機(jī)堿也是環(huán)氧基聚合的催化劑。因此，環(huán)氧樹脂中殘留的微量堿會(huì)顯著改變樹脂固化體系的正常固化速度及樹脂的存放期。應(yīng)予以重視。環(huán)氧基與活潑H原子的反響酸性化合物(如羧酸、酚、醇等)。它們的活潑氫原子與環(huán)氧基會(huì)產(chǎn)生以下加成反響。堿性化合物按親核機(jī)理與環(huán)氧基反響，一般說來堿性大的活性大，如脂肪胺羧酸＞酚＞醇。脂肪族伯胺與端環(huán)氧基的反響在室溫下就能進(jìn)展，無需促進(jìn)劑。但是一系列為：酸≥酚≥水＞醇＞腈＞芳烴(苯、甲苯等)＞二氧雜環(huán)己烷＞二異丙基醚。30％左右的樹脂參與了反響。這是由于芳香胺氮原子上的不對(duì)稱電子被苯環(huán)局部地分散了E效應(yīng))，造成堿性降低，以及苯環(huán)的立體位阻效應(yīng)所致。然而芳香胺與辛酸亞錫對(duì)脂環(huán)族環(huán)氧樹脂的固化加速作用特別明顯。KOH、NaOH150℃以上的高溫下才能產(chǎn)生開環(huán)加成反響。此反響，可用于環(huán)氧樹脂的改性。所以假設(shè)無促進(jìn)劑存在則需要在200℃以上才能反響。醇類與環(huán)氧基的反響活性順100℃左右)下快速反響。200℃時(shí)KOH等堿性促進(jìn)劑作用下，此反響能在100℃時(shí)進(jìn)展。1以上長(zhǎng)時(shí)間加熱才能固化。叔胺、季胺鹽等堿性化合物能促進(jìn)此反響。用于環(huán)氧樹脂的增韌及固化、乙烯基酯樹脂的合成等。的挨次為醇＞酚＞羧酸。這和它們的陰離子的堿性大小挨次是全都的?？斓枚?，尤其在低溫，即使在0℃也能反響。增加胺類促進(jìn)劑的堿性能增快反響速率。此反響用于環(huán)氧樹脂的增韌和固化。環(huán)氧基與其他官能團(tuán)的反響環(huán)氧基與其他官能團(tuán)的反響等氯化聚合物的穩(wěn)定劑。(2)環(huán)氧基能與聚氯丁二烯中l(wèi)，2(3)環(huán)氧基與氯磺酸基的反響。用于氯磺化聚