環氧樹脂的基本概念
凡分子結構中含有環氧基團的高分子化合物統稱為環氧樹脂。固化后的環氧樹脂具有良好的物理化學性能,它對金屬和非金屬材料的表面具有優異的粘接強度,介電性能良好,變定收縮率小,制品尺寸穩定性好,硬度高,柔韌性較好,對堿及大部分溶劑穩定,因而廣泛應用于國防、國民經濟各部門,作澆注、浸漬、層壓料、粘接劑、涂料等用途。
我國自1958年開始對環氧樹脂進行了研究,并以很快的速度投入了工業生產,至今已在各地蓬勃發展,除生產普通的雙酚A-環氧氯丙烷型環氧樹脂外,尚生產各種類型的新型環氧樹脂,以滿足國防建設及國發經濟各部門的急需。
環氧樹脂的制備方法大致有下列幾種類型:活性氫化物與環氧氯丙烷反應;以過氧化氫或過酸(例過醋酸)將雙鍵進行液相氧化;雙鍵化合物的空氣氧化;其它。
由于它的性能并不是十分完美的,同時應用環氧樹脂的對象也不是千遍一律的,根據使用的對象不同,對環氧樹脂的性能也有所要求,例如有的要求低溫快干,有的要求絕緣性能優良。因而要有的放矢對環氧樹脂加以改性,改性的方法大致有下列幾種:選擇固化劑;添加反應性稀釋劑;添加填充劑;添加別種熱固性或熱塑性樹脂;改良環氧樹脂本身。
環氧樹脂的相關術語
(一)平均聚合度:n
分子中基本結構重復的次數稱為聚合度,以n表示之。同一化學組成而聚合度不等的同系物的混合物聚合度的平均值稱為該混合物的平均聚合度。
例雙酚A型環氧樹脂其通式為例雙酚A型環氧樹脂其通式為:
一股n=0-22,當n=0時,上式即為:
當n=1時,就表示[]中的結構出現1個。
當n=2時,就表示[]中的結構巫復2個。
當n=i時,就表示[]中的結構重復i個。
[]中的基本結構象這樣重復出現,重復的次數越多,樹脂的分子量就越大,所以它是表示聚合(縮合)的程度。
(二)平均分子量 m
在工業樹脂中,樹脂的結構隨分子內所含的基本結構重復數步的多少,而有顯著改變。由于環氧樹脂的聚合度不同,表現出來的分子量也有所不同。樹脂的分子量是隨聚合度而變化的,也就是說,分子量是聚合度的函數。M=f(n)
以純的環氧樹脂,,即n=0時的分子量為Mo,n=1時分子量為M1,n=2時的分子顯為M2、……n=I時的分子量為Mi。當工業中樹脂中是這類分子組成的混合物時,表現出來的分子量則為平均分子量,記作 m 。
(三)環氧值Ev
氧值是指每100克環氧樹脂中含有的環氧基當量數。單位為[當量/100克]。如單分子環氧樹脂分子量為340,其分子式為:
每個分子含有環氧基兩個當量,因此其環氧值為Ev= 2/340 ×100=0.588當量/100克。由此看出,分子量越大,則環氧值越低,所以環氧值是衡量環氧樹脂質量的一個很重要的指標。我國均采用環氧值來表示。
(四)環氧當量En
環氧當量是指含有一克當量環氧基的樹脂的克數。單位為[克/當時]。理論上,環氧樹脂的鏈是一個理想的沒有支鏈的線型分子,而且每個鏈的末端都是以環氧基來終止的,所以環氧當量是樹脂平均分子量的一半。樹脂的分子量越大,則其環氧當量也越大。國外環氧村脂質量指標一般均以環氧當量來衡量和表示的。環氧當量與環氧值二者本質上是相同的,環氧值除100即得環氧當量。即En=100/EV。
(五)環氧基含量Ec
環氧基含量是指環氧樹脂中每一分子中環氧基的百分含量。本位為[%]。如單分子環氧樹脂分子量為340,其中含有二個環氧基,而環氧基的分子量為43,因此環氧基的含量為 :
(2×43)/340×100%=25.3%。環氧基與環氧值二者本質上也是相同的,環氧值乘以43%即為環氧基含量。
(六)羥基當量En(OH)
羥基當量是指含有一克當量羥基的樹脂的克數。也稱酯化當量。單位為[克/當量]。它也是衡量環氧樹脂質量的一個重要指標之一。國外常用羥基當量來表示。
(七)羥值Ev(OH)
羥值是指每100克環氧樹脂中含有的羥基當量數,單位為[當量/100克]。我國通常用羥值來去示。羥值與竣工基當亙二者本質也是相同的。羥值除100即得羥基當量,En(OH)=100/EV(OH)。
(八)有機氯值Ecl
有機氯值是指每100克環氧樹脂中含有的有機氯原子的當量數,單位為[當量/100克],有機氯主要指的是可水解氯[-CL]??伤饴仁怯?α 加成生成的1,2-氯代醇醚,在脫氯化氫閉環時不充分而殘余留下來的。它的存在影響環氧樹脂的高溫電性能,所以它也是衡量環氧樹脂質量的一個重要指標。
(九)無機氯值
無機氯值是指每100克環氧樹脂中殘留的氯離子當量數,單位為[當量/100克]。氯離子是在環氧樹脂反應過程中付生的NaCL未被徹底除掉而殘留下來的。它的存在常溫下就會影響環氧樹脂固化物的電性能。通常在樹脂生產過程中,只要加強水洗工藝,一般都能做到其含 量很低,不致影響使用性能。
(十)揮發份
樹脂的揮發份主要指的是樹脂生產過程中殘剩的微量溶劑,用[%]表示。
(十一)粘度
粘度和環氧樹脂的分子量一樣都是操作性質的一個有用指標。液體的粘度是指相近液層之間發生相互運動時的剪切阻力。通常單位為[Pa.S]。液體樹脂的粘度一般用轉筒或軸型粘度計來測量的。對固體樹脂粘度的測定,通常是用丁基卡必醇按重量比配成40%的溶液加以測 定的。
(十二)軟化點
軟化點是指環氧樹脂在溫度影響下,由于內能增加,克服其內聚力而發生流動的溫度值。環氧樹脂的軟化點高或低,間接地表示了樹脂分子量的大小。國內通常用環球法測定樹脂的軟化點。
我國自1958年開始對環氧樹脂進行了研究,并以很快的速度投入了工業生產,至今已在各地蓬勃發展,除生產普通的雙酚A-環氧氯丙烷型環氧樹脂外,尚生產各種類型的新型環氧樹脂,以滿足國防建設及國發經濟各部門的急需。
環氧樹脂的制備方法大致有下列幾種類型:活性氫化物與環氧氯丙烷反應;以過氧化氫或過酸(例過醋酸)將雙鍵進行液相氧化;雙鍵化合物的空氣氧化;其它。
由于它的性能并不是十分完美的,同時應用環氧樹脂的對象也不是千遍一律的,根據使用的對象不同,對環氧樹脂的性能也有所要求,例如有的要求低溫快干,有的要求絕緣性能優良。因而要有的放矢對環氧樹脂加以改性,改性的方法大致有下列幾種:選擇固化劑;添加反應性稀釋劑;添加填充劑;添加別種熱固性或熱塑性樹脂;改良環氧樹脂本身。
環氧樹脂的相關術語
(一)平均聚合度:n
分子中基本結構重復的次數稱為聚合度,以n表示之。同一化學組成而聚合度不等的同系物的混合物聚合度的平均值稱為該混合物的平均聚合度。
例雙酚A型環氧樹脂其通式為例雙酚A型環氧樹脂其通式為:
一股n=0-22,當n=0時,上式即為:
當n=1時,就表示[]中的結構出現1個。
當n=2時,就表示[]中的結構巫復2個。
當n=i時,就表示[]中的結構重復i個。
[]中的基本結構象這樣重復出現,重復的次數越多,樹脂的分子量就越大,所以它是表示聚合(縮合)的程度。
(二)平均分子量 m
在工業樹脂中,樹脂的結構隨分子內所含的基本結構重復數步的多少,而有顯著改變。由于環氧樹脂的聚合度不同,表現出來的分子量也有所不同。樹脂的分子量是隨聚合度而變化的,也就是說,分子量是聚合度的函數。M=f(n)
以純的環氧樹脂,,即n=0時的分子量為Mo,n=1時分子量為M1,n=2時的分子顯為M2、……n=I時的分子量為Mi。當工業中樹脂中是這類分子組成的混合物時,表現出來的分子量則為平均分子量,記作 m 。
(三)環氧值Ev
氧值是指每100克環氧樹脂中含有的環氧基當量數。單位為[當量/100克]。如單分子環氧樹脂分子量為340,其分子式為:
每個分子含有環氧基兩個當量,因此其環氧值為Ev= 2/340 ×100=0.588當量/100克。由此看出,分子量越大,則環氧值越低,所以環氧值是衡量環氧樹脂質量的一個很重要的指標。我國均采用環氧值來表示。
(四)環氧當量En
環氧當量是指含有一克當量環氧基的樹脂的克數。單位為[克/當時]。理論上,環氧樹脂的鏈是一個理想的沒有支鏈的線型分子,而且每個鏈的末端都是以環氧基來終止的,所以環氧當量是樹脂平均分子量的一半。樹脂的分子量越大,則其環氧當量也越大。國外環氧村脂質量指標一般均以環氧當量來衡量和表示的。環氧當量與環氧值二者本質上是相同的,環氧值除100即得環氧當量。即En=100/EV。
(五)環氧基含量Ec
環氧基含量是指環氧樹脂中每一分子中環氧基的百分含量。本位為[%]。如單分子環氧樹脂分子量為340,其中含有二個環氧基,而環氧基的分子量為43,因此環氧基的含量為 :
(2×43)/340×100%=25.3%。環氧基與環氧值二者本質上也是相同的,環氧值乘以43%即為環氧基含量。
(六)羥基當量En(OH)
羥基當量是指含有一克當量羥基的樹脂的克數。也稱酯化當量。單位為[克/當量]。它也是衡量環氧樹脂質量的一個重要指標之一。國外常用羥基當量來表示。
(七)羥值Ev(OH)
羥值是指每100克環氧樹脂中含有的羥基當量數,單位為[當量/100克]。我國通常用羥值來去示。羥值與竣工基當亙二者本質也是相同的。羥值除100即得羥基當量,En(OH)=100/EV(OH)。
(八)有機氯值Ecl
有機氯值是指每100克環氧樹脂中含有的有機氯原子的當量數,單位為[當量/100克],有機氯主要指的是可水解氯[-CL]??伤饴仁怯?α 加成生成的1,2-氯代醇醚,在脫氯化氫閉環時不充分而殘余留下來的。它的存在影響環氧樹脂的高溫電性能,所以它也是衡量環氧樹脂質量的一個重要指標。
(九)無機氯值
無機氯值是指每100克環氧樹脂中殘留的氯離子當量數,單位為[當量/100克]。氯離子是在環氧樹脂反應過程中付生的NaCL未被徹底除掉而殘留下來的。它的存在常溫下就會影響環氧樹脂固化物的電性能。通常在樹脂生產過程中,只要加強水洗工藝,一般都能做到其含 量很低,不致影響使用性能。
(十)揮發份
樹脂的揮發份主要指的是樹脂生產過程中殘剩的微量溶劑,用[%]表示。
(十一)粘度
粘度和環氧樹脂的分子量一樣都是操作性質的一個有用指標。液體的粘度是指相近液層之間發生相互運動時的剪切阻力。通常單位為[Pa.S]。液體樹脂的粘度一般用轉筒或軸型粘度計來測量的。對固體樹脂粘度的測定,通常是用丁基卡必醇按重量比配成40%的溶液加以測 定的。
(十二)軟化點
軟化點是指環氧樹脂在溫度影響下,由于內能增加,克服其內聚力而發生流動的溫度值。環氧樹脂的軟化點高或低,間接地表示了樹脂分子量的大小。國內通常用環球法測定樹脂的軟化點。










































