环氧树脂与固化剂
一：环氧树脂
1.环氧树脂的简介 2.环氧树脂的分类
3.环氧树脂的制造和分析
1.1 环氧树脂简介
环氧树脂（通称为Epoxy resin），是一种 环氧低聚物，与固化剂反应形成三维网状结构 的热固性塑料。环氧树脂固化反应过程中收缩 率小，其固化物的粘结性、耐热性、耐化学药 品性以及机械性能、电气性能优良的特点，是 热固性树脂中应用量较大的一个品种。缺点是 耐候性和韧性差（除部分特殊品种外），但可 以通过合适的方法改进和克服。
1.2 环氧树脂的分类(按化学结构分）
1.2.1缩水甘油醚型环氧树脂
（1）其中的双酚A缩水甘油醚型树脂简称为双酚A型环氧树
脂，是应用最广的环氧树脂（如我们公司使用的SZ02、 SZ18等），其化学结构式为：
（2）双酚F型环氧树脂 （3）双酚S型环氧树脂
（4）氢化双酚A型环氧树脂
（5）酚醛型环氧树脂
环氧值：100g环氧树脂中环氧基的摩尔数。 二者之间的关系： EEW=100/环氧值
例如E51(SZ18，三木618):表示其平均环氧值为0.51， 则
其EEW为100/0.51≈196，其分子量约为2×EEW=392
环氧值的测定（盐酸丙酮法）
精确称取试样约0.5-1克(准确至0.0002克)，置于250毫升具塞磨 口三角锥形瓶中，精确加入盐酸一丙酮溶液20毫升，密塞。摇匀后 放置暗处，静止30分钟。加入混合指示液5滴，用0.15N氢氧化钠 标准溶液滴定至紫蓝色，同时作空白试验。 环氧值X按下式计算:
（6）脂肪族缩水甘油醚
（7）溴代环氧树脂 Br
Br
Br
Br
Br
Br
Br
Br
1.2.2缩水甘油酯型环氧树脂
主要有邻苯二甲酸二缩水甘油酯
1.2.3缩水甘油胺型环氧树脂 1.2.4脂环族环氧树脂 1.2.5环氧化烯烃
11..33.环1环氧氧树树脂脂的的合制成造（和以分双析酚A型为例）
双酚A型环氧树脂是有双酚A（简称DPP）与环 氧氯丙烷（简称ECH）在氢氧化钠催化下制得 的双酚A二缩水甘油醚（DGEBA）。二者的配 比根据所需环氧树脂的分子量决定。氢氧化钠 起双重作用：第一是DPP和ECH反应的催化剂； 第二使反应产物脱去氯化氢而闭环。
环氧树脂固化剂种类很多，除了一般的脂 肪胺和部分脂环胺类固化剂可以在常温下反应 外，其他大部分脂环胺和芳香胺类以及全部的 酸酐类固化剂都需要在较高的温度下经过较长 的时间才能发生固化交联反应。为了降低反应 温度，使用促进剂。
2.2 环氧树脂固化剂的种类
2.2.1多元胺类固化剂
脂肪胺：如二乙烯三胺，三乙烯四胺等，此类固化剂气味大， 毒性大；
反应机理：
代表性的叔胺有，例如我们最常用的DMP30（2,4,6-三[(二甲氨基)甲基]苯酚 ）：
咪唑类固化剂属于一种新型固化剂，可在较 低温度下固化而得到耐热性优良的固化物， 并且具有优良的力学性能。
常见的咪唑：2MZ，2E4MZ，2PZ。 咪唑类固化剂一般价格较高，
式中: V —空白试验消耗氢氧化钠标准溶液的毫升数; V1—试样试验消耗氢氧化钠标准溶液的毫升数; V2—试样中测定酸值消耗氢氧化钠标准溶液的毫升数 N —氢氧化钠标准溶液的当量浓度; W —试样重量，克; G —测定酸值时试样的重量，克; 0.016—氧的毫克当量。 试样酸值小于0.5时， 项可忽略不计。
二：环氧树脂的固化剂
2.1 环氧树脂的反应活性
未经固化的环氧树脂是液体或脆性固体，没有 什么实用价值，必须与固化剂反应形成三维网状结 构，才能实现最终用途。
一般环氧树脂的活性基团有： （1）环氧基 （2）羟基
环氧基HX
O
H
R C CH2X OH
活泼氢类包括：胺类，醇类，酚类，羧酸类，硫醇类等。
（2）羟值与羟基值
羟值：表示100g环氧树脂中所含的羟基的摩尔数 ； 羟基值：表示含有1mol羟基的环氧树脂质量克数。 二者之间的关系为：羟基值=100/羟基
因为环氧树脂中羟基为活性基团，具有反应性，羟值是 个 重要指标。
（3）粘度
环氧树脂的粘度是环氧树脂实际使用中的重要指标。 例如，环氧树脂作为浇铸和灌封材料来使用时，不同温 度下，环氧树脂粘度不同，并且影响使用期，因此环氧 树脂粘度的测定是十分必要的。
其他：如双氰胺（DICY）
DICY做固化剂，缺点是溶解性差，而且需要很高温度固化， 为此常用于粉末涂料。也通常加入促进剂，如叔胺、咪唑、 有机脲及其衍生物等来降低反应温度，但同时带来降低贮存 稳定性的缺点。
叔胺属于阴离子型催化型固化剂，缺点是固化放热大，一般不单独使
2.2用.，2作叔为胺促进及剂为咪多。唑类固化剂
实际上DGEBA不是单一纯粹的化合物，而是一 种多分子量的混合物。环氧树脂分子通式中的 n=0，1，2，···
环氧树脂的结构和性能特点
1.3.2环氧树脂的分析
着重介绍环氧树脂的以下几个指标
环氧当量 环氧值
环氧树脂
羟值 羟基值
粘度
分子量 及其分布
（1）环氧当量与环氧值
环氧当量：含有1mol环氧基的环氧树脂的质量克数， 以EEW表示。EEW为双酚A环氧树脂一般分子量的1/2。
通常使用旋转粘度计测试。例如，我们的E44、 E51等在常温下是液体，粘度较小些。而一些环氧树脂， 如604环氧、153-B阻燃环氧常态下均是固体，一般采取 较高温度下表征其粘度指标。
（4）分子量及其分布
环氧树脂是多分子量的低聚物，它的性质不仅 决定于分子量，同时也取决于分子量分布。即是平 均分子量相同，如果分子量分布不同，那么环氧树 脂的粘度、软化点等都不相同。这就是在环氧树脂 制造过程中分子量及其分布的控制的重要性。
聚酰胺：此类固化剂固化环氧树脂机械性能均衡，耐热冲击， 固化剂量使用范围广，如650（ZJ32）；
脂环胺：-芳香胺：多为固体，如，间苯二甲胺等，二氨基二苯基砜
（DDS）
分子量248．3。白色或微黄色结晶粉末，暴露于空气或见光会氧化变为淡红色。相 对密度(20 ℃)1．33，熔点170～175℃。溶于甲醇、乙醇、丙酮，几乎不溶于水。无 毒。用作环氧树脂的耐高温固化剂，参考用量30～35phr，l00g环氧树脂配合物适用 期1年。