環氧樹脂固化的反應機理

『壹』 環氧樹脂 固化劑

環氧樹脂固化劑是與環氧樹脂發生化學反應，形成網狀立體聚合物，把復合材料骨材包絡在網狀體之中。 使線型樹脂變成堅韌的體型固體的添加劑。包括多種類型。
環氧樹脂固化劑分類
（1）固化劑種類
鹼性類固化劑：包括脂肪族二胺和多胺、芳香族多胺、其它含氮化合物及改性脂肪胺。 酸性類固化劑：包括有機酸、酸酐、和三氟化硼及其絡合物。
（2）加成型和催化型
加成型固化劑：這類固化劑與環氧基發生加成反應構成固化產物一部分鏈段，並通過逐步聚合反應使線型分子交聯成體型結構分子，這類固化劑又稱瓜型固化劑。 催化型固化劑：這類固化劑僅對環氧樹脂發生引發作用，打開環氧基後，催化環氧樹脂本身聚合成網狀結構，生成以醚鍵為主要結構的均聚物。
（3）顯在型和潛伏型
顯在型固化劑為普通使用的固化劑，又可分為加成聚合型和催化型。所謂加成聚合型即打開環氧基的環進行加成聚合反應，固化劑本身參加到三維網狀結構中去。這類固化劑，如加入量過少，則固化產物連接著末反應的環氧基。因此，對這類固化劑來講，存在著一個合適的用量。而催化型固化劑則以陽離子方式，或者陰離子方式使環氧基開環加成聚合，最終，固化劑不參加到網狀結構中去，所以不存在等當量反應的合適用量；不過，增加用量會使固化速度加快。 潛伏型固化劑指的是與環氧樹脂混合後，在室溫條件下相對長期穩定(一環氧樹脂般要求在3個月以上，才具有較大實用價值，最理想的則要求半年或者1年以上)，而只需暴露在熱、光、濕氣等條件下，即開始固化反應。這類固化劑基本上是用物理和化學方法封閉固化劑活性的。在顯在型固化劑中，雙氰胺、己二酸二醯肼這類品種，在室溫下不溶於環氧樹脂，而在高溫下溶解後開始固化反應，因而也呈現出一種潛伏狀態。所以，在有的書上也把這些品種劃為潛伏型固化劑，實際上可稱之為功能性潛伏型固化劑。因為潛伏型固化劑可與環氧樹脂混合製成一液型配合物，簡化環氧樹脂應用的配合手續，其應用范圍從單包裝膠黏劑向塗料、浸漬漆、灌封料、粉末塗料等方面發展。潛伏型固化劑在國外日益引起重視，可以說是研究與開發的重點課題，各種固化劑改性新品種和配合新技術層出不窮，十分活躍。
編輯本段各種固化劑的固化溫度
各種固化劑的固化溫度各不相同，固化物的耐熱性也有很大不同。一般地說，使用固化溫度高的固化劑可以得到耐熱優良的固化物。對於加成聚合型固化劑，固化溫度和耐熱性按下列順序提高：脂肪族多胺<脂環族多胺<芳香族多胺≈酚醛<酸酐。 催化加聚型固化劑的耐熱性大體處於芳香多胺水平。陰離子聚合型(叔胺和咪唑化古物)、陽離子聚合型(BF3絡合物)的耐熱性基本上相同，這主要是雖然起始的反應機理不同，但最終都形成醚鍵結合的網狀結構。 固化反應屬於化學反應，受固化溫度影響很大，溫度增高，反應速度加快，凝膠時間變短；凝膠時間的對數值隨固化溫度上升大體呈直線下降趨勢，但固化溫度過高，常使固化物性能下降，所以存在固化溫度的上限；必須選擇使固化速度和固化物性能折衷的溫度，作為合適的固化溫度。 按固化溫度可把固化劑分為四類：低溫固化劑固化溫度在室溫以下；室溫固化劑固化溫度為室溫～50℃；中溫固化劑為50～100℃；高溫固化劑固化溫度在100℃以上。屬於低溫固化型的固化劑品種很少，有聚琉醇型、多異氰酸酯型等；近年來國內研製投產的T -31改性胺、YH—82改性胺均可在0℃以下固化。屬於室溫固化型的種類很多：脂肪族多胺、脂環族多胺；低分子聚醯胺以及改性芳胺等。屬於中溫固化型的有一部分脂環族多胺、叔胺、眯唑類以及三氟化硼絡合物等。屬於高溫型固化劑的有芳香族多胺、酸酐、甲階酚醛樹脂、氨基樹脂、雙氰胺以及醯肼等。 對於高溫固化體系，固化溫度一般分為兩階段，在凝膠前採用低溫固化，在達到凝膠狀態或比凝膠狀態稍高的狀態之後，再高溫加熱進行後固化(post-cure)，相對之前段固化為預固化(pre-cure)。 環氧樹脂必須與固化劑反應以生成三向立體結構才具有實用價值。因此固化劑的結構與品質將直接影響環氧樹脂的應用效果。國外對固化劑的研究與開發遠比環氧樹脂活躍，與環氧樹脂品種相比，固化劑品種更多，且保密性很強。每開發一種新的固化劑就可以解決一個方面的問題，就相當於開發一種新的環氧樹脂或開辟了環氧樹脂一個新的用途。可見，開發新型固化劑遠比開發新型環氧樹脂更為重要。

『貳』 環氧樹脂的合成原理和固化原理

1、合成原理：

雙酚A型環氧樹脂是由雙酚A和環氧氯丙烷在鹼性催化劑(通常用NaOH)作用下縮聚而成。

2、固化原理：

在環氧樹脂的結構中有羥基（〉CH—OH）、醚基（—O—）和極為活潑的環氧基存在，羥基和醚基有高度的極性，使環氧分子與相鄰界面產生了較強的分子間作用力，而環氧基團則與介質表面（特別是金屬表面）的游離鍵起反應，形成化學鍵。

因而，環氧樹脂具有很高的黏合力，用途很廣，商業上被稱作「萬能膠「。此外，環氧樹脂還可做塗料、澆鑄、浸漬及模具等用途。

但是，環氧樹脂在未固化前是呈熱塑性的線型結構，使用時必須加入固化劑，固化劑與環氧樹脂的環氧基等反應，變成網狀結構的大分子 ，成為不溶且不熔的熱固性成品。環氧樹脂在固化前相對分子質量都不高，只有通過固化才能形成體形高分子。

環氧樹脂的固化要藉助固化劑，固化劑的種類很多，主要有多元胺和多元酸，他們的分子中都含有活波氫原子，其中用得最多的是液態多元胺類，如二亞乙基三胺和三乙胺等。環氧樹脂在室溫下固化時，還常常需要加些促進劑（如多元硫醇），已達到快速固化的效果。

固化劑的選擇與環氧樹脂的固化溫度有關，在通常溫度下固化一般用多元胺和多元硫胺等，而在較高溫度下固化一般選用酸酐和多元酸為固化劑。不同的固化劑，其交聯反應也不同。

(2)環氧樹脂固化的反應機理擴展閱讀：

一、固化種類

常用環氧樹脂固化劑有脂肪胺、脂環胺、芳香胺、聚醯胺、酸酐、樹脂類、叔胺，另外在光引發劑的作用下紫外線或光也能使環氧樹脂固化。常溫或低溫固化一般選用胺類固化劑，加溫固化則常用酸酐、芳香類固化劑。

二、固化階段

1、操作時間

操作時間（也是工作時間或使用期）是固化時間的一部份，混合之後，樹脂/固化劑混合物仍然是液體和可以工作及適合應用。為了保證可靠的粘接，全部施工和定位工作應該在固化操作時間內做好。

2、進入固化

混合物開始進入固化相（也稱作熟化階段），這時它開始凝膠或「突變」。這時的環氧沒有長時間的工作，可能也將失去粘性。在這個階段不能對其進行任何干擾。它將變成硬橡膠似的軟凝膠物，你用大拇指將能壓得動它。

因為這時混合物只是局部固化，新使用的環氧樹脂仍然能與它化學鏈接，因此該未處理的表面仍然可以進行粘接或反應。無論如何，接近固化的混合物這些能力在減小

3、最終固化

環氧混合物達到固化變成固體階段，這時能砂磨及整型。這時你用大拇指已壓不動它，在這時環氧樹脂約有90%的最終反應強度，因此可以除去固定夾件，將它放在室溫下維持若干天使它繼續固化。

『叄』 環氧樹脂聚合硬化產生胺類物質的化學機理是什麼

下午好，環氧樹脂如果使用脂肪胺或者芳香胺作為固化劑時反應原理相近，一般都是使環氧專基開環後屬先生成羥基，然後羥基再在鹼性條件下不斷和環氧基發生醚化最終生成超大分子量聚合物形態，提問中說硬化後還能繼續生成胺類化合物應該是和類似650和651的低分子量聚醯胺催化生成尼龍俗稱雙重聚合，就像苯乙烯和N-乙烯基吡咯烷酮一樣能形成復合塑料合金。這種聚合後也呈現鹼性的環氧極性高聚物可以被甲酸或者硝酸重新侵蝕掉。

『肆』 UV固化樹脂固化原理是什麼

UV固化樹脂的固化原理與其它樹脂的熱固化不同，它必須要經過UV爐/UV燈進行固化，通過UV爐時，照射紫外光，使其「加熱」固化。UV是指紫外線ultraviolet
的英文縮寫，從高分子微觀角度來說，一些高分子材料的末端官能團有很強的紫外感光性，只有在紫外光的照射下，官能團才能有足夠的活性進行再次反應，進行交聯，表現為固化。

『伍』 環氧樹脂聚合機理是什麼是連鎖反應還是逐步反應

晚上好，常見環氧的胺類和酸酐聚合反應都屬於逐步反應，前者通過脂肪胺和芳香胺鹼性開環一步一步進行醚化縮聚得到最終超高分子量聚合物，後者通過酸酐縮水開環一步一步提升分子量達到目標結果，如果是環氧活性稀釋劑的各種縮水甘油醚與胺是連鎖反應特別是在有叔胺比如三乙胺催化條件下呈現與環氧單體同步的線性聚合。

『陸』 環氧樹脂的固化原理

原理：環氧樹脂固化劑是與環氧樹脂發生化學反應，形成網狀立體聚合物，把復合材料骨材包絡在網狀體之中。 使線型樹脂變成堅韌的體型固體的添加劑。

一般認為它通過四種途徑的反應而成為熱固性產物。

（1）環氧基之間開環連接；

（2）環氧基與帶有活性氫官能團的硬化劑反應而交聯；

（3）環氧基與硬化劑中芳香的或脂肪的羥基的反應而交聯；

（4）環氧基或羥基與硬化劑所帶基團發生反應而交聯。

(6)環氧樹脂固化的反應機理擴展閱讀：

對環氧樹脂膠黏劑的分類在行業中還有以下幾種分法：

1、按其主要組成 分為純環氧樹脂膠黏劑和改性環氧樹脂膠黏劑；

2、按其專業用途 分為機械用環氧樹脂膠黏劑、建築用環氧樹脂膠黏劑、電子環氧樹脂膠黏劑、修補用環氧樹脂膠黏劑以及交通用膠、船舶用膠等；

3、按其施工條件 分為常溫固化型膠、低溫固化型膠和其他固化型膠；

4、按其包裝形態 可分為單組分型膠、雙組分膠和多組分型膠等；

還有其他的分法，如無溶劑型膠、有溶劑型膠及水基型膠等。但以組分分類應用較多。

其它類型

（1）縮水甘油酯類環氧樹脂 縮水甘油酯類環氧樹脂和二酚基丙烷環氧化樹脂比較，它具有粘度低，使用工藝性好；反應活性高；粘合力比通用環氧樹脂高，固化物力學性能好；電絕緣性好；耐氣候性好，並且具有良好的耐超低溫性。

在超低溫條件下，仍具有比其它類型環氧樹脂高的粘結強度。有較好的表面光澤度，透光性、耐氣候性好。

（2）縮水甘油胺類環氧樹脂 國內外已利用縮水甘油胺環氧樹脂優越的粘接性和耐熱性，來製造碳纖維增強的復合材料（CFRP）用於飛機二次結構材料。

（3）脂環族環氧樹脂 這類環氧樹脂是由脂環族烯烴的雙鍵經環氧化而製得的，前者環氧基都直接連接在脂環上，而後者的環氧基都是以環氧丙基醚連接在苯核或脂肪烴上。脂環族環氧樹脂的固化物具有以下特點：

①較高的壓縮與拉伸強度；

②長期暴置在高溫條件下仍能保持良好的力學性能；

③耐電弧性、耐紫外光老化性能及耐氣候性較好。

（4）脂肪族環氧樹脂

『柒』 環氧樹脂AB膠的化學原理

環氧樹脂AB膠是指在一個分子結構中，含有兩個或兩個以上的環氧基，並在適回當的化學試答劑及合適條件下，能形成三維交聯狀固化化合物的總稱。它們的種類很多，按化學結構，可分為縮水甘油醚類、縮水甘油酯類、縮水甘油胺類、脂環族環氧樹脂、含無機元素的環氧樹脂、新型環氧樹脂（海因環氧樹脂、醯亞胺環氧樹脂等）等。在各類環氧樹脂中，雙酚A環氧樹脂是產量最大、用途最廣的一大品種。根據它的分子量不同可分為低、中等、高、超高分子量環氧樹脂（聚酚氧樹脂）。低分子量的樹脂可在室溫或高溫下固化，但高分子量的環氧樹脂必須在高溫下才能固化，而超高分子量的聚酚氧樹脂不需要藉助固化劑，在高溫情況下能形成堅韌的膜。

『捌』 水性環氧地坪的反應原理

胺類固化劑與環氧樹脂分散相粒子的表面接觸發生固化反應，隨著固化反應的進行，環氧樹脂分散相的分子質量和玻璃化溫度逐漸提高，使得固化劑分子向環氧樹脂分散相粒子內部的擴散速度逐漸變慢，這就意味著環氧樹脂分散相粒子內部進行的固化反應較其表面的少，內部交聯密度也較低。同時隨著固化反應的進行，環氧樹脂分散相粒子逐漸變硬，粒子之間也很難相互作用而凝結成膜。這樣地坪漆膜不是很緻密，從而形成具有較多開放的微孔的漆膜，形成透氣效果。

『玖』 乙二胺與環氧樹脂E-44固化機理

（1）環氧基之間開環連接；
（2）環氧基與帶有活性氫官能團的硬化劑反應而交聯；
（3）環氧基與硬化劑中芳香的或脂肪的羥基的反應而交聯；
（4）環氧基或羥基與硬化劑所帶基團發生反應而交聯。

『拾』 雙酚A型環氧樹脂交聯固化中存在那些反應機理是什麼採用胺類固化劑時，水對固化過程有什麼影響

環氧樹脂交聯固化是加聚反應。採用胺類固化劑時，微量的水對環氧基團的開環有促進作用，但隨著水分的增加會阻礙固化反應的進行。