環氧樹脂是指1個分子結構中至少含有2個環氧基（
 ），以脂肪族、脂環族或芳香族鏈段為主鏈的低聚物。有液體和固體狀態，平均相對分子質量300～8000，為熱塑性線型結構。室溫和通常加熱條件都不會固化，因此，一般不能單獨直接使用。只有加入固化劑固化后，使之交聯形成網狀體型結構，才會顯示出各種優異的性能，具有真正的使用價值。 一、環氧樹脂的分類
環氧樹脂的種類很多，且在不斷地增加。對于環氧樹脂的分類型號及命名，我國早已有了國家標準（GB/T 1630—1989），其分類與代號見表2-1。
關于環氧樹脂的型號規定如下。
①環氧樹脂是以1個或2個漢語拼音字母與2位阿拉伯數字作為型號，表示類別及品種。
②型號的第一位采用主要物質組成名稱，取其主要組成物質漢語拼音的第1個字母，若遇相同則取第2個字母，以此類推。
③第二位是組成中若有改性物質，則也用漢語拼音字母表示。若未改性則標記“_”。
 ④第三位和第四位是標志出該產品的主要性能環氧值的算術平均值。
 示例：某牌號環氧樹脂以二酚基丙烷為主要組成物質，其環氧值為0.48～0.54mol/100g，則其算術平均值為0.51，該環氧樹脂的全稱為“E-51環氧樹脂”。
二、環氧樹脂的性能指標
環氧樹脂的性能指標包括外觀、環氧值與環氧當量、羥基值、氯含量、軟化點、黏度、揮發物、熱變形溫度、平均相對分子質量及其分布等，這些指標將直接影響工藝性能和固化物的物理力學性能。
（1）外觀與色澤 隨相對分子質量的變化而改變其外觀狀態，從低黏液體變為半固態直至固體，為便于固體環氧樹脂溶解還做成薄片狀。環氧樹脂無論相對分子質量大小都是透明的，因制造工藝不同而呈五色或淡黃色。
（2）環氧當量與環氧值 環氧當量（EEW）表示每一個環氧基團相當的環氧樹脂的質量，或者說是含1mol環氧基的環氧樹脂的質量（g），即
 環氧值表示100g環氧樹脂中含有環氧基的物質的量（mol），即
 環氧值愈大，相對分子質量愈小，黏度愈低。美國、歐洲、日本等國常用環氧當量，而中國習慣用環氧值。環氧值（或環氧當量）是環氧樹脂的重要質量指標，它決定著固化劑用量的多少和固化產物的性能。
環氧基質量分數（環氧基含量）是指每100g環氧樹脂中含有環氧基的質量（g），單位為%，在俄羅斯和東歐各國慣用。環氧基（
 ）的相對分子質量為43。環氧基質量分數=環氧基相對分子質量×環氧值
環氧當量、環氧值和環氧基質量分數三者之間的關系為：
環氧當量=100/環氧值=43/環氧基質量分數
（3）羥值與羥基當量 羥值表示100g環氧樹脂中所含羥基的摩爾數，羥基當量則表示含有1mol羥基的環氧樹脂的質量。它們之間的關系為：羥值=100/羥基當量。
羥值也是決定固化劑用量的一個指標。
（4）氯含量 表示100g環氧樹脂中含有氯的摩爾數，國外常用質量分數（%）表示。氯在環氧樹脂中以無機氯和有機氯的形式存在，其中有機氯又分為可水解氯（活性氯、易皂解氯）和不可水解氯（非活性氯）。氯含量影響環氧樹脂固化物的電氣性能和耐水性，無機氯的影響更為顯著。
（5）黏度 環氧樹脂的黏度是與使用工藝有關的一項重要指標，黏度的大小隨溫度不同而改變。液態雙酚A環氧樹脂的黏度和固態雙酚A環氧樹脂的溶液黏度都隨平均相對分子質量的增加而增大，且隨相對分子質量分布的減小而降低。
（6）軟化點 固體環氧樹脂變軟或發黏的溫度稱為軟化點，一般隨環氧樹脂的相對分子質量的增加而升高。因環氧樹脂是聚合度不同的低聚物，故沒有明確的熔點，只有熔融的溫度范圍，因而稱為軟化點。
（7）揮發分 環氧樹脂制造過程所用溶劑、水分的殘留或少量小分子環氧化物的生成，都會使樹脂有一定量的揮發分，對膠黏劑性能十分不利，能造成粘接制品起泡或氣子乙等弊端。揮發分常用質量百分數表示。
（8）平均相對分子質量及其分布 由于環氧樹脂是不同聚合度的同系分子的混合物，故相對分子質量大小具有統計性，為平均值，且有分散性，存在分布問題。環氧樹脂平均相對分子質量大小和分布的寬窄，都對其性能有很大的影響。例如相對分子質量低的環氧樹脂能溶于脂肪族和芳香族溶劑，而相對分子質量高的環氧樹脂只能溶于酮類和酯類等強溶劑。又如平均相對分子質量相同而相對分子質量分布較窄的環氧樹脂，其軟化點就高，反之亦然。對于未支化端基為環氧基的雙酚A型環氧樹脂，其平均相對分子質量約為環氧當量的2倍。
三、環氧樹脂的品種
（一）雙酚A型環氧樹脂
雙酚A型環氧樹脂又稱雙酚A二縮水甘油醚（DGEBA），中國定名為E型環氧樹脂，由雙酚A（BPA或DPP）與環氧氯丙烷（ECH）在氫氧化鈉催化下縮聚反應而得，實際上是不同相對分子質量的混合物，其通式如下：
 目前所用的環氧樹脂有85%以上屬于雙酚A型環氧樹脂。表2-2列出了E型環氧樹脂的品種及性能。與國外同類產品牌對照列于表2-3。
  （二）雙酚F型環氧樹脂
雙酚F型環氧樹脂是由雙酚F（BPF）與環氧氯丙烷在氫氧化鈉作用下進行縮聚反應制得的液態雙酚F二縮水甘油醚（DGEBF），結構式為：
 無色或淡黃色液體，環氧當量160～180g/mol，環氧值0.56～0.63mol/100g。其特點是黏度低，雙酚A型環氧樹脂黏度為（25℃)5000～25000mPa·s，而低相對分子質量的DGEBF黏度2000～5000mPa·s。使用時可不加或少加稀釋劑，因此在日本被稱為“無公害或少公害的樹脂”。其固化物性能與雙酚A型環氧樹脂大體相同，只是熱變形溫度（HDT）稍低，但耐沖擊性、耐腐蝕性都優于雙酚A型環氧樹脂。也可合成出固體雙酚F型環氧樹脂。工業級雙酚F環氧樹脂可能含有少量支鏈結構。
國產牌號有CYDF-170、CYDF-180、NPEF-170（臺灣南亞）、6445、6458等。
國外牌號有D.E.R.354LV,D.E.R.354（Dow Chem公司），YDF-170、YDF-1755、YDF-2001、YDF-2004、YDF-8170（日本東都化成公司），EP-4901、EP-4901E、EP-4930、EP-4950（日本旭電化公司），XU-GY281、XB-3337（Ciba-Geigy），Epikote 235、862、1750（Shell），Epiclon 830、830S、830LVP、835LV（大日本油墨），RE-303S、RE-404S（日本化藥），807、806、1750、YL983U（日本油化）。
（三）雙酚S型環氧樹脂
雙酚S型環氧樹脂又稱雙酚S二縮水甘油醚（DGEBS）由雙酚S（BPS）與環氧氯丙烷在堿性條件下反應制得，結構式為：
 由于引入了—SO2—極性基團，比雙酚A型環氧樹脂有更好的粘接性能、熱穩定性、韌性和較好的化學穩定性。雙酚S型環氧樹脂耐熱性好，熱變形溫度比雙酚A型環氧樹脂提高60～70℃。固化物的玻璃化溫度高，DGEBS/苯酐體系完全固化后的Tg為117℃，而DGEBA/苯酐體系的Tg為82℃。DGEBS比DGEBA的熱裂解開始溫度和終止溫度都高出50℃。在DGEBA中即使加入1份DGEBS也會使Tg升高10℃。DGEBS熱穩定性好，260℃/200h失重小于5%；200℃/2000h失重小于2%。雙酚S型環氧樹脂加入固化劑后，其凝膠和固化速度較快，固化物尺寸穩定，耐溶劑性好。比雙酚A環氧樹脂有更高的彎曲強度、壓縮強度和熱穩定性。
雙酚S型環氧樹脂產品有低相對分子質量和高相對分子質量兩種，低相對分子質量DGEBS為白色或淡黃色結晶粉末，環氧當量185～195g/mol，軟化點165～168℃，國外牌號185S（美國康普頓）。高相對分子質量DGEBS為淡黃色無定形固體，環氧當量300g/mol，軟化點91～94℃，國外牌號有300SS（美國康普頓）。
（四）氫化雙酚A型環氧樹脂
氫化雙酚A型環氧樹脂又稱雙酚H型縮水甘油醚，由雙酚A加氫得到的氫化雙酚A（HBPA）與環氧氯丙烷（ECH）在堿性催化下縮合反應制成，結構式為：
 液態產品為淡黃色透明液體，環氧值0.40～0.45mol/100g。其特點是黏度（25℃）低（1000～4000mpa·s），與雙酚F環氧樹脂相當，但凝膠時間長，約為雙酚A型環氧樹脂的2倍多。氫化雙酚A環氧樹脂固化物的耐候性優異，耐電弧性、耐漏電痕跡性很好，特別適宜配制耐久性戶外用環氧膠黏劑。HBPA環氧樹脂與固化劑、增韌劑等組成的固化物，經1000h日光老化后，拉伸強度由54.2MPa下降為47.0MPa，變化率僅13.3%。
國產牌號有AL-3040（煙臺奧利福），NPST-1000、NPST-5100（臺灣南亞），JET-300、JET-300S、JET-3000（常熟佳發），LZY-40（上海理億）等。
國外牌號有Epon X1510（Resolution），ST-1000、ST-3000、ST-5080（軟化點78～88℃）、5100（軟化點95～105℃）（東都化成），ADK EP-4080、EP-4081、EP-4085（旭電化），HBPA（新日本化學），VE2025（德國）等。
（五）羥甲基雙酚A型環氧樹脂
羥甲基雙酚A型環氧樹脂又稱羥甲基環氧樹脂，化學名稱為鄰羥甲基雙酚A型二縮水甘油醚，由羥甲基雙酚A與環氧氯丙烷在堿性催化劑存在下反應制得，反應式為：
 淡黃色透明液體，環氧值0.42～0.49mol/100g，黏度（25℃）25000～60000mPa·s。羥甲基環氧樹脂活性大，而二羥甲基雙酚A型二縮水甘油醚活性更大，是雙酚A型環氧樹脂的20倍，能室溫快速固化或負溫（-10～-5℃）下固化。羥甲基環氧樹脂以二乙烯三胺為固化劑，其固化速度比雙酚A型環氧樹脂快10倍，固化產物馬丁耐熱135℃。國產牌號有712、EL-50、CEQ-45。國外牌號有美國的Apogen101。 環氧樹脂 - www.ytfilter.com -(責任編輯：admin) |