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2环氧树脂——【高性能树脂基体】
2.2.1 缩水甘油醚环氧树脂
脂肪族缩水甘油醚
CH2 CH CH2 O CH2 CH2 O CH2 CH CH2
O
O
R
R
CH2 CH O
CH2 O
CH2 CH O n
CH2 CH
O
CH2 CH CH2 O
R为H或-CH3
特点:粘度低,通常作为活性稀释剂使用 固化后韧性高,强度低
2.2.2 缩水甘油酯环氧树脂
O
特点:耐热性高、粘接性好 一般为固体
O CH2 CH CH2 O
2.2.1 缩水甘油醚环氧树脂
酚醛型缩水甘油醚
CH2 O
CH
CH2
O
CH2
CH2
O CH
CH2 O
CH
CH2
CH2
O
O
CH2 n
常用牌号为F-51、F-44 特点:耐热性好、绝缘性好、耐水耐腐蚀
脆性较大
n=1~3 高粘半固体 n=0时为双酚F
R3N CH2 CH + CH2 CH
O
O
R3N CH2 CH O CH2 CH O
2.1.2 环氧树脂的化学反应
环氧树脂的均聚反应
路易斯碱:叔胺 路易斯酸:BF3
阴离子逐步聚合 阳离子聚合
(1) BF3 NHR2
BF3 N R2 H
(2) BF3 N R2
CH2 CH
CH2 CH
O BF3 N R2
在没有固化剂、催化剂时,本身非常稳定,200℃下不会聚合
2.1.2 环氧树脂的化学反应
环氧树脂的均聚反应
路易斯碱:叔胺 阴离子逐步聚合
路易斯酸:BF3
阳离子聚合
2.1.2 环氧树脂的化学反应
环氧树脂的均聚反应
路易斯碱:叔胺 路易斯酸:BF3
阴离子逐步聚合 阳离子聚合
R3N + CH2 CH O
R3N CH2 CH O
邻苯二甲酸二缩水甘油酯(731#)
COOCH2 COOCH2
O CH CH2
CH CH2 O
特点:粘度低,0.9Pa.s,工艺性好 反应活性大 粘接强度高
2.2.2 缩水甘油酯环氧树脂
四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯(711#)
O
O
C O CH2 CH CH2 C O CH2 CH CH2
O
O
特点:粘度低,0.9Pa.s,工艺性好 反应活性大 粘接强度高
力学性能高:平均拉伸强度70MPa,最高达到130MPa 粘接性能优异:有极性基团,较高的内聚力,可作结构胶 稳定性好:耐化学介质、环境老化、耐热 配方设计灵活多样:不同强度、韧性、固化温度
提高温度,延长时间。 还要做个、或查个十二氟庚酯的红外图,对比。
2.1 环氧树脂的结构与合成
通用的环氧树脂为E型双酚A环氧树脂
双酚F型缩水甘油醚
CH2 CH CH2 O O
CH2 CH2
O CH2 CH CH2 O n
OH
O CH2 CH CH2 O
特点:粘度低,约为双酚A环氧树脂的1/3 耐热性稍低
2.2.1 缩水甘油醚环氧树脂
双酚S型缩水甘油醚
O
CH2 CH CH2 O
S
O O
O
O CH2 CH CH2 O n
OH
S
环氧当量:含1摩尔环氧基的环氧树脂的质量 单位:g/mol
● 计算实例: E51环氧树脂(0.51mol/g)+乙二胺(M=60,f=4) 树 脂:100 乙二胺:7.6
2.2 环氧树脂的种类和性能
很重要
缩水甘油醚类 缩水甘油酯类
CH2 CH
O
CH2 O
R
CH2 CH O
哦!
O
CH2 O C R
缩水甘油胺类
● 与异氰酸酯反应
CH2 CH O
CH3 CH2 CH CH2 R CH2 CH CH2
O
ON
C
O
OCN
CH CH2 ON
C
O
CH2 CH CH2 R CH2 CH CH2
NO
O
C
O
● 与氨基甲酸酯的反应
2.1.2 环氧树脂的化学反应
环氧树脂的反应计量 ● 以环氧值或环氧当量来计算
环氧值:100g环氧树脂中含环氧基的摩尔数 单位:mol/100g
2.2.2 缩水甘油酯环氧树脂
1,2环氧环己烷4,5二甲酸二缩水甘油酯(TDE-85)
O
O
O
C O CH2 CH CH2
C O CH2 CH CH2
O
O
环氧值0.85
特点:粘度低,1.8Pa.s,工艺性好 力学性能优良,粘接强度高,耐高低温 综合性能良好 主要用于航天材料,价格较高
企业型号 环氧当量 g/mol 环氧值mol/100g 粘度Pa.s
616# 179~192
0.52~0.56
5~10
618# 185~208
0.48~0.54
10~20
6101# 213~244
0.41~0.47
(15℃)
601# 455~556
0.18~0.22
(70℃)
2.2.1 缩水甘油醚环氧树脂
CH2 CH CH2 N O
脂肪族环氧化合物
R
脂环族环氧化合物
O
CH2 CH CH2 R O
杂环型环氧树脂
2.2.1 缩水甘油醚环氧树脂
双酚A型缩水甘油醚(DGEBPA)
CH2 CH CH2 O O
CH3
C
O CH2 CH CH2 O
n
CH3
OH
CH3
C
O CH2 CH CH2
CH3
O
型号 E-54 E-51 E-44 E-20
第二章 环氧树脂
1 环氧树脂的结构与合成 2 环氧树脂的种类与性能 3 固化剂的种类与固化原理 4 环氧树脂基体配方原则 5 环氧树脂的改性 6 环氧树脂基体研究进展
2.1 环氧树脂的结构与合成
CH2 CH O
含两个及以上环氧基的低分子化合物
环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂--三大热固性树脂
环氧树脂种类繁多、配合众多的固化剂,可满足不同性能要求
CH3
CH3
CH2 CH CH2 O
C
O CH2 CH CH2 O
C
O
n
CH3
OH
CH3
很重要 哦!
O CH2 CH CH2
O
反应活性
刚性、耐热
粘接性
2.1.1 环氧树脂的合成
双酚A型环氧树脂由双酚A和环氧氯丙烷合成
CH3
NaOH
HO
C
OH + CH2 CH CH2Cl
CH3
O
CH2 CH CH2 O
OH
CH2 CH O CH2 CH OH
2.1.2 环氧树脂的化学反应
环氧树脂与活泼H的反应
伯胺基 仲胺基 酰胺基 巯基 羟基
酚羟基 羧基
NH2 NH CONH2 SH CH2OH
OH COOH
NH CH2 CH OH
反应活性与酸碱度有关
2.1.2 环氧树脂的化学反应
环氧树脂与其他官能团的反应
● 与HCl、HBr反应
O
CH3
C
O CH2 CH CH2 O
n
CH3
OH
CH3
C
O CH2 CH CH2
CH3
O
目前有一步法和二步法两种工艺
2.1.2 环氧树脂的化学反应
环氧基有较强的反应活性
CH2 CH R O
(环内键角60度,正常键角109度
) R为推电子基团时,增加与亲电试
剂的反应; R为吸电子基团时相反
环氧树脂的稳定性