環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)改性及應(yīng)用課件

環(huán)氧樹(shù)脂種類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)。改性及應(yīng)用定義1、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)形成有用的熱固化產(chǎn)物的高分子低聚體(Oligomer）。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。典型的環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)如下式。2、環(huán)氧基是環(huán)氧樹(shù)脂的特性基團(tuán)，它的含量多少是這種樹(shù)脂最為重要的指標(biāo)。描述環(huán)氧基含量有以下幾種不同的表示法：⑴環(huán)氧當(dāng)量：是指含有1mol環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量，低相對(duì)分子質(zhì)量（分子量）環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧當(dāng)量為175～200,隨著分子量的增大環(huán)氧基間的鏈段越長(zhǎng)，所以高分子量環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧當(dāng)量就相應(yīng)的高。⑵環(huán)氧值：每100g樹(shù)脂中所含有環(huán)氧基的物質(zhì)的量（摩爾）。這種表示方法有利于固化劑用量的計(jì)量和用量的表示。因?yàn)楣袒瘎┯昧康暮x是每100g環(huán)氧樹(shù)脂中固化劑的加入量（partperhundredofresin縮寫(xiě)成phr）。我國(guó)采用環(huán)氧值這一物理量。環(huán)氧當(dāng)量=100/環(huán)氧值環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)。改性及應(yīng)用

一、按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類(lèi)按化學(xué)結(jié)構(gòu)差異，環(huán)氧樹(shù)脂可分為縮水甘油類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂和非縮水甘油類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂2大類(lèi)。

(1)縮水甘油類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂縮水甘油類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂可看成縮水甘油（）的衍生化合物。主要有縮水甘油醚類(lèi)、縮水甘油酯類(lèi)和縮水甘油胺類(lèi)3種。

①縮水甘油醚類(lèi)縮水甘油醚類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂是指分子中含縮水甘油醚的化合物，常見(jiàn)的主要有以下幾種：

雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂（簡(jiǎn)稱DGEBA樹(shù)脂）：是目前應(yīng)用最廣的環(huán)氧樹(shù)脂，約占實(shí)際使用的環(huán)氧樹(shù)脂中的85%以上。環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)。改性及應(yīng)用其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂（簡(jiǎn)稱DGEBF樹(shù)脂）：

環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)。改性及應(yīng)用RealityCreativityRealityIdentityCretivity環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)。改性及應(yīng)用ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.脂肪族縮水甘油醚樹(shù)脂：

四溴雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂：

環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)。改性及應(yīng)用

②縮水甘油酯類(lèi)如鄰苯二甲酸二縮水甘油酯，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：③縮水甘油胺類(lèi)由多元胺與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)而得，如：環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)。改性及應(yīng)用3050120環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)。改性及應(yīng)用-ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)。改性及應(yīng)用②環(huán)氧化烯烴類(lèi)

③新型環(huán)氧樹(shù)脂

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(lèi)型環(huán)氧基的化合物。環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)。改性及應(yīng)用

二、按官能團(tuán)的數(shù)量分類(lèi)按分子中官能團(tuán)的數(shù)量，環(huán)氧樹(shù)脂可分為雙官能團(tuán)環(huán)氧樹(shù)脂和多官能團(tuán)環(huán)氧樹(shù)脂。對(duì)反應(yīng)性樹(shù)脂而言，官能團(tuán)數(shù)的影響是非常重要的。典型的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛環(huán)氧樹(shù)脂屬于雙官能團(tuán)環(huán)氧樹(shù)脂。多官能團(tuán)環(huán)氧樹(shù)脂是指分子中含有2個(gè)以上的環(huán)氧基的環(huán)氧樹(shù)脂。幾種有代表性的多官能團(tuán)環(huán)氧樹(shù)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)環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)。改性及應(yīng)用環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)。改性及應(yīng)用

三、按狀態(tài)分類(lèi)按室溫下的狀態(tài)，環(huán)氧樹(shù)脂可分為液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂和固態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂。液態(tài)樹(shù)脂指相對(duì)分子質(zhì)量較低的樹(shù)脂，可用作澆注料、無(wú)溶劑膠粘劑和涂料等。固態(tài)樹(shù)脂是相對(duì)分子質(zhì)量較大的環(huán)氧樹(shù)脂，是一種熱塑性的固態(tài)低聚物，可用于粉末涂料和固態(tài)成型材料等。環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)。改性及應(yīng)用

環(huán)氧樹(shù)脂的性質(zhì)環(huán)氧樹(shù)脂都含有環(huán)氧基，因此環(huán)氧樹(shù)脂及其固化物的性能相似，但環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)繁多，不同種類(lèi)的環(huán)氧樹(shù)脂因碳架結(jié)構(gòu)有較大的差別，其性質(zhì)有一定差別。同一種類(lèi)、不同牌號(hào)的環(huán)氧樹(shù)脂因相對(duì)分子質(zhì)量、分子量分布差異，其黏度、軟化點(diǎn)、化學(xué)反應(yīng)性等理化性質(zhì)也有一定差異。即使是同一種類(lèi)同一牌號(hào)的環(huán)氧樹(shù)脂，其固化物的性質(zhì)也因固化劑及固化工藝的不同而有所不同。也就是說(shuō)，環(huán)氧樹(shù)脂的性質(zhì)與其分子結(jié)構(gòu)、制備工藝以及樹(shù)脂組成有關(guān)，固化物的性質(zhì)還與固化劑的種類(lèi)及分子結(jié)構(gòu)、固化工藝等有關(guān)。

環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)。改性及應(yīng)用雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂，目前應(yīng)用最廣，其分子中的雙酚A骨架提供強(qiáng)韌性和耐熱性，亞甲基鏈賦予柔軟性，醚鍵賦予耐化學(xué)藥品性，羥基賦予反應(yīng)性和粘接性。雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂與雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂性質(zhì)相似，只不過(guò)其黏度比雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂低得多，適合作無(wú)溶劑涂料。雙酚S型環(huán)氧樹(shù)脂也與雙酚型A型環(huán)氧樹(shù)脂相似，其黏度比雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂略高，其最大的特點(diǎn)是固化物具有比雙酚A型環(huán)氧樹(shù)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(shù)脂的特點(diǎn)是樹(shù)脂的黏度非常低，但凝膠時(shí)間比雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂凝膠時(shí)間長(zhǎng)兩倍多，其固化物的最大特點(diǎn)是耐候性好，可用于耐候性的防腐蝕涂料。環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)。改性及應(yīng)用酚醛環(huán)氧樹(shù)脂主要包括苯酚線性酚醛環(huán)氧樹(shù)脂和鄰甲酚線性酚醛環(huán)氧樹(shù)脂，其特點(diǎn)是每分子的環(huán)氧官能度大于2，可使涂料的交聯(lián)密度大，固化物耐化學(xué)藥品性、耐腐蝕性以及耐熱性比雙酚A型環(huán)氧樹(shù)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(shù)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(shù)脂使用，常用于印刷電路板、層壓板等。脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂因?yàn)槠洵h(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(shù)脂固化物更穩(wěn)定，表現(xiàn)在良好的熱穩(wěn)定性、耐紫外線性好、樹(shù)脂本身的黏度低，缺點(diǎn)是固化物的韌性較差，這類(lèi)樹(shù)脂在涂料中應(yīng)用較少，主要用作防紫外線老化涂料。環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)。改性及應(yīng)用環(huán)氧樹(shù)脂的改性環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)。改性及應(yīng)用

一、環(huán)氧樹(shù)脂的增韌改性為了增加環(huán)氧樹(shù)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(zhì)會(huì)大大降低材料的耐熱性、硬度、模量及電性能。從20世紀(jì)60年代開(kāi)始，國(guó)內(nèi)外普遍開(kāi)展了環(huán)氧樹(shù)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(shù)脂的韌性。環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)。改性及應(yīng)用

(1)橡膠彈性體增韌環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)氧樹(shù)脂增韌用的橡膠彈性體一般都是反應(yīng)性液態(tài)聚合物，相對(duì)分子質(zhì)量在1000～10000，在端基或側(cè)基上帶有可與環(huán)氧基反應(yīng)的官能團(tuán)。用于環(huán)氧樹(shù)脂增韌的反應(yīng)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(wú)規(guī)羧基丁腈橡膠、丁腈基-異氰酸酯預(yù)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(shù)脂互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物，在提高環(huán)氧樹(shù)脂韌性方面取得了令人滿意的效果。環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)。改性及應(yīng)用

(2)熱塑性樹(shù)脂增韌環(huán)氧樹(shù)脂

用于環(huán)氧樹(shù)脂增韌改性的熱塑性樹(shù)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(xué)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(shù)脂。橋聯(lián)作用、裂紋錨釘效應(yīng)

(3）超支化聚合物增韌環(huán)氧樹(shù)脂①超支化聚合物的球狀三維結(jié)構(gòu)能降低環(huán)氧固化物的收縮率；②超支化聚合物的活性端基能直接參與固化反應(yīng)形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，眾多的末端官能團(tuán)能加快固化速度；③超支化聚合物的尺寸和球狀結(jié)構(gòu)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(guò)濾效應(yīng)，起到內(nèi)增韌的作用。環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)。改性及應(yīng)用(4)核殼結(jié)構(gòu)聚合物增韌環(huán)氧樹(shù)脂核殼結(jié)構(gòu)聚合物是指由2種或2種以上單體通過(guò)乳液聚合而獲得的一類(lèi)聚合物復(fù)合粒子。粒子的內(nèi)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(jié)構(gòu)，核與殼分別具有不同功能，通過(guò)控制粒子尺寸及改變聚合物組成來(lái)改性環(huán)氧樹(shù)脂，可減少內(nèi)應(yīng)力，提高粘結(jié)強(qiáng)度和沖擊性，可獲得顯著增韌效果。環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)。改性及應(yīng)用

二、環(huán)氧樹(shù)脂的其他改性1、耐濕熱改性減少樹(shù)脂基體分子結(jié)構(gòu)中的極性基團(tuán)，使樹(shù)脂基體與水的相互作用降低，從而降低樹(shù)脂基體的吸水率；同時(shí)優(yōu)化復(fù)合材料的成型工藝，減少?gòu)?fù)合材料在成型過(guò)程中產(chǎn)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(lián)度，引入耐熱基團(tuán)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(wǎng)絡(luò)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(shù)脂作固化劑改性環(huán)氧樹(shù)脂，得到的復(fù)合材料在空氣氣氛中的初始分解溫度高，耐濕熱性能好。

環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)。改性及應(yīng)用2、阻燃改性環(huán)氧樹(shù)脂的阻燃性較差，為改善其阻燃性，通常在環(huán)氧樹(shù)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(lái)固化環(huán)氧樹(shù)脂，對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行結(jié)構(gòu)改性，在環(huán)氧樹(shù)脂分子中引入阻燃元素。溴化的酚醛型環(huán)氧樹(shù)脂可作為封裝材料用環(huán)氧樹(shù)脂的反應(yīng)性阻燃劑。環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)。改性及應(yīng)用3、

化學(xué)改性通過(guò)改變環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)，在環(huán)氧樹(shù)脂分子中引入一些化學(xué)基團(tuán)，來(lái)改進(jìn)環(huán)氧樹(shù)脂的性能，拓寬其應(yīng)用的范圍。如用丙烯酸或甲基丙烯酸與環(huán)氧樹(shù)脂中的部分環(huán)氧基反應(yīng)，在分子保留部分環(huán)氧基的同時(shí)引入碳碳雙鍵，使改性后的環(huán)氧樹(shù)脂既具有光敏特性，又保留環(huán)氧樹(shù)脂的一些優(yōu)良特性。在分子中引入一些親水性基團(tuán)，將環(huán)氧樹(shù)脂改性為水性環(huán)氧樹(shù)脂，使改性后的環(huán)氧樹(shù)脂具有水分散性。環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)。改性及應(yīng)用環(huán)氧樹(shù)脂的主要應(yīng)用領(lǐng)域環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)。改性及應(yīng)用主要應(yīng)用領(lǐng)域

涂

料

膠粘劑電子電器材料工程塑料和復(fù)合材料土建材料環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)。改性及應(yīng)用涂料環(huán)氧樹(shù)脂在涂料中的應(yīng)用占較大的比例，它能制成各具特色、用途各異的品種。其共性：

(1)耐化學(xué)品性優(yōu)良，尤其是耐堿性。

(2)漆膜附著力強(qiáng)，特別是對(duì)金屬。

(3)具有較好的耐熱性和電絕緣性。

(4)漆膜保色性較好。

但是雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂涂料的耐候性差，漆膜在戶外易粉化失光又欠豐滿，不宜作戶外用涂料及高裝飾性涂料之用。因此環(huán)氧樹(shù)脂涂料主要用作防腐蝕漆、金屬底漆、絕緣漆，但雜環(huán)及脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂制成的涂料可以用于戶外。環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)。改性及應(yīng)用膠

粘

劑環(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、氨基、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。環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)。改性及應(yīng)用環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑的主要用途應(yīng)用領(lǐng)域被粘材料主要特征主要用途土木建筑混凝土，木，金屬，玻璃，熱固性塑低黏度，能在潮濕面（或水中）固化，低溫固化性混凝土修補(bǔ)（新舊面的銜接），外墻裂縫修補(bǔ)，嵌板的粘結(jié)，下水道管的連接，地板粘結(jié)，建筑結(jié)構(gòu)加固。電子電器金屬、陶瓷，玻璃，F(xiàn)RP等勢(shì)固性塑料電絕緣性、耐濕性，耐熱沖擊性，耐熱性，低腐蝕性電子元件，集成電路，液晶屏，光盤(pán)，揚(yáng)聲器，磁頭，鐵芯，電池盒，拋物面天線，印制電路板航天航空金屬，熱固性塑料，F(xiàn)RP（纖維增強(qiáng)塑料）耐熱，耐沖擊，耐濕性，耐疲勞，耐輻射線同種金屬、異種金屬的粘接，蜂窩芯和金屬的粘接，復(fù)合材料，配電盤(pán)的粘接汽車(chē)機(jī)械金屬，熱固性塑料，F(xiàn)RP耐濕性，防銹，油面粘接，耐磨耐久性（疲勞特性）車(chē)身粘結(jié)，薄鋼板補(bǔ)強(qiáng)，F(xiàn)RP粘結(jié)，機(jī)械結(jié)構(gòu)的修復(fù)、安裝體育用品金屬，木，玻璃，熱固性塑料，F(xiàn)RP耐久性，耐沖擊性滑雪板，高爾夫球桿，網(wǎng)球拍其他金屬，玻璃，陶瓷低毒性，不泛黃文物修補(bǔ)，家庭用環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)。改性及應(yīng)用環(huán)氧膠粘劑在土木建筑上的主要用途工程類(lèi)別粘接對(duì)象典型用途主要組成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)巖石—巖石金屬—石或混凝土金屬—混凝土金屬—金屬疏松巖層的補(bǔ)強(qiáng)、基礎(chǔ)加固、預(yù)埋螺栓、底腳等，柱子、樁頭、接長(zhǎng)、懸臂梁加粗、橋梁加固、路面設(shè)施敷設(shè)環(huán)氧—稀釋劑—改性胺環(huán)氧—填料—改性胺雙酚S環(huán)氧—縮水甘油胺樹(shù)脂—丁基橡膠—改性胺地面瓷、花崗石—混凝土金屬—混凝土砂石—混凝土PVC—橡膠—金屬耐腐蝕地坪制造中粘結(jié)構(gòu)及勾縫；地面防滑和美化、凈化；地板的鋪設(shè)環(huán)氧—填料—改性胺環(huán)氧—聚硫橡膠—改性胺丙烯酸酯—環(huán)氧共聚乳液維修混凝土、鋼筋、灰漿堤壩、閘門(mén)、建筑物的裂縫、缺損、起殼的修復(fù)，新舊水泥粘接環(huán)氧—糖醇—改性胺環(huán)氧—瀝青—改性胺環(huán)氧—活性石灰—改性胺裝璜金屬、玻璃、大理石、瓷磚有機(jī)玻璃、聚碳酸酯墻面、門(mén)面、招牌、廣告牌的安裝和裝潢環(huán)氧—聚氯酯環(huán)氧—有機(jī)硅橡膠給排水金屬、混凝土管道、水渠襯里，管接頭密封環(huán)氧—改性芳香胺環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)。改性及應(yīng)用環(huán)氧膠粘劑在汽車(chē)上的主要用途用途被粘材料粘結(jié)部位典型組成卷邊、點(diǎn)焊鋼板—鋼板發(fā)動(dòng)機(jī)罩、門(mén)、行李箱底單組分、環(huán)氧—聚氯酯補(bǔ)強(qiáng)鋼板—FRP鋼板—發(fā)泡材料門(mén)中部門(mén)把手環(huán)氧—偏硼酸三甲酯環(huán)氧—聚酰胺結(jié)構(gòu)粘接碳、玻璃纖維，鋼，生鐵驅(qū)動(dòng)軸、剎車(chē)片單組分環(huán)氧原漿料粘結(jié)密封FRP—涂裝鋼板車(chē)頂—窗框環(huán)氧—聚硫橡膠裝飾粘接聚丙烯酸酯—聚丙烯后背燈座改性環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)。改性及應(yīng)用電子電器材料由于環(huán)