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取代基對環氧樹脂反應影響

發布時間:2024-09-19 08:54:49

㈠ EPON828樹脂用什麼固化劑適合拉擠工藝

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。鹼性類

鹼性類固化劑 WTF: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

酸性類固化劑:包括有機酸、酸酐、和三氟化硼及其絡合物。
加成型

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

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。
顯在型

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。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,可稱之為功能性潛伏型固化劑。
潛伏型

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(環氧樹脂一般要求在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。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。
胺類固化劑

伯胺和仲胺對環氧樹脂的固化作用是由氮原子上的活潑氫打開環氧基團,而使之交聯固化。脂肪族多元胺如乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙氨基丙胺等活性較大,能在室溫使環氧樹脂交聯固化;而芳香族多元胺活性較低,如間苯二胺,得在150℃固化才能完全。
酸酐類固化劑

二元酸及其酐如順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐可以固化環氧樹脂,但必須在較高溫度下烘烤才能固化完全。酸酐首先與環氧樹脂中的羥基反應生成單酯,單酯中的羧基與環氧基發生加成酯化而成雙酯。
合成樹脂類固化劑

低分子量聚醯胺樹脂是亞油酸二聚體或桐油酸二聚體與脂肪族多元胺如乙二胺,二乙烯三胺反應生成的一種琥珀色粘稠狀樹脂。由二聚亞油酸和乙二胺製得的樹脂結構如下:
潛伏型固化劑

這種固化劑在一般條件下是穩定的,但當加熱到一定的溫度時,才顯示其活性而固化環氧樹脂。如雙氰胺,與環氧樹脂混合在一起,在常溫下是穩定的。若在145—165℃,則能使環氧樹脂在30分鍾內固化。三氮化硼乙胺絡合物,常溫也是穩定的,在100℃以上時能固化環氧樹脂。[1]
2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(叔胺和咪唑化合物)、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。
3發展趨勢

90年代以來,世界環氧樹脂固化劑發展趨勢出現了許多新的特點,主要有以下幾方面。
固化劑類型

①新品種層出不窮,胺系仍居首位,其次是酸酐系。
②含 P、 Si、 B、 F、 Mg等元素的「半無機高分子」固化劑以其獨特的性能引起人們關注。
③改性的硫醇系和改性的酚系固化劑也有不同程度的發展。④末端有硫醇基的新的嵌段共聚物大量投放市場。
發展趨勢

①功能性固化劑成為人們研究開發的熱點。
(1)多功能性(具有固化、增韌、阻燃、促進等功能)固化劑成為人們追求的理想產品。
由於開發全新結構且富有優異性能的環氧樹脂進展不大,從而適應樹脂改性要求的功能助劑成為人們追求的目標,一劑多能產品越來越多。
(2)快速固化、低溫固化及最小吸水率的固化劑發展迅速。

(3)特殊功能的固化劑也有了很大發展,如彈性固化劑。
②固化劑低毒、無毒化。
現代固化劑發展中的一個特點是,人們不僅關注固化劑在生產和使用過程中的毒性及環境污染問題,而且重視廢棄環氧樹脂製品的環境污染問題。在發達國家,初級的多烯多膠、芳香胺已全部被無毒或低毒的改性胺所取代。
③適應特殊環境(潮濕、水下、戶外等)使用的固化劑頗受歡迎。
④為適應環氧樹脂的高性能化要求,電性能、力學性能、機械性能優良的固化劑將得到很大發展。
⑤電子束和光固化型固化劑愈來愈引起人們的重視。
⑥粉末塗料專用固化劑、水性環氧樹脂塗料專用水溶性固比劑和單組分膠粘劑專用固化劑用量很大,前景廣闊。
技術

①改性技術倍受青睬,應用日益廣泛,如:脂肪胺改性;—環氧樹脂香胺改性(尤其是間苯二胺、間苯二甲胺改性);酸配改性及液態化;雙氰胺改性及液態化(我國近期對液態雙氰胺的年需求量約為1000噸);咪唑改性及液態化,以及改性低分子量聚酷胺。
②復配增效和集裝化技術方興未艾。受毒性、環保法規、成本、效能等因素制約,全新結構的固化劑開發愈加困難,通過復配集裝而提高效能日益成為開發新型固化劑的有效途徑。
③固態固化劑液態化技術很有發展前途,如常溫下呈固態的酸酐、雙氰胺等通過改性使其在常溫下至液態,不僅能提高其操作和使用性能,又能節省能源。
④固化劑生產操作和包裝精細化
動力

①用戶對固化劑提出了更高、更新的要求,如:
使用絕對安全可靠,適應全球環保、衛生及安全性潮流;
應用效果顯著提高,品質卓越突出;
使用、貯運方便;
價、質比適宜,成本—效能平衡,令人樂於購買和使用;
高純化、透明化。
②朝系列化、專用化、配套化、精細化發展。
③在符合環保法規和滿足用戶需求的前提下,不斷降低成本,實現較高利潤是固化劑廠家的長期任務。
④固化劑生產廠與固化劑用戶結成的夥伴關系,是固化劑企業成功的必經之路。
前景

已出現以下趨勢:
①注重培養高素質綜合性的固化劑研究開發人才;
②固化劑生產廠技術改造和新產品開發異常活躍;
③強化科研一生產一應用一經營管理研究開發體系;
④加強知識產權保護;
⑤與環氧樹脂配套發展,互相促進。
4毒性安全

作用

固化劑的物理、化學性質,對毒性的影響很大。比如固化劑是液態還是固態,其毒性作用並不一樣,固態易附在皮膚上,而液態則有蒸氣壓的存在。一般而言,固化劑的化學活性大,則其生物質活性也強,易引起毒害,似乎成為規律。固化劑的毒性表現在以下幾個方面。
1、急性毒性。一般採用LD50表示。胺類固化劑毒性是比較強的。大多數有機多胺對老鼠呼吸道刺激致死的LD50值約為蒸氣濃度1000~12000ug/g,暴露時間4~6h。伯胺、仲胺的刺激性比叔胺強,芳香胺毒性比脂肪胺大。如間苯二胺的毒性比二乙烯三胺毒性強10倍。吡啶、哌嗪能引起肝臟和腎臟的損傷,具有較大的全身毒性。酸酐類固化劑易引起皮炎,而經口毒性比較小。
2、對皮膚、黏膜的刺激作用。固化劑的毒害,更為重要的是體現在對皮膚和黏膜的刺激性上。因為胺是有機鹼,能溶於水和脂肪,所以也能在皮膚的脂肪中溶解、浸透,引起皮炎。長時間的刺激,易導致泛發性強皮炎症,出現點狀紅斑,形成水泡,開裂甚至形成片狀剝落,以致於組織壞死。Hine等人進行過有關詳細的研究工作,其結果如表3-52所示。由於胺類具有較大的揮發性,其蒸氣刺激眼睛可引起結膜炎、流淚和角膜水腫。在高濃度范圍或較高濃度下長期接觸,也會對呼吸道有明顯的刺激作用,會引起氣管炎、支氣管炎。酸酐類對皮膚的刺激性較弱,但它的粉塵對眼和鼻、喉等呼吸道的黏膜的刺激相當強,可引起支氣管炎。
3、固化劑的過敏作用。所謂過敏,即某化合物一旦對人體的皮膚作用後,形成過敏體,在下一次或以後的多次反復接觸中,並不因為接觸程度如何,皮炎也會發生。出現這種情況後,應中斷接觸該種過敏化合物的工作。過敏作用的發生比較復雜,正在繼續研丸如Ciba公司採用布丁試驗,對動物進行研究。美國塑料工業協會(SPI)推出了自己的標准。
4、固化劑的其他毒害作用。除了芳胺、雜環胺類固化劑對內臟的損害外,聯苯芳香胺具有致癌性,目前已經禁止生產、使用。間苯二胺、二氨基二苯基碸已為眾多毒物學工作者證實沒有致癌性,對以前的看法予以否定。
操作

1、用毒性低的固化劑取代毒性大的。
2、改善操作環境,將操作區域與非操作區域有意識地劃開,盡可能自動化、密閉化,安裝通風設施等等。
3、加強勞動保護,採用防護手套、服裝等辦法,盡量避免固化劑與皮膚接觸。
4、操作場所及時清掃,保持衛生。5、及時清洗手、臉等外露皮膚,如果眼、喉等器官受到侵害,應請醫生處理。
其他

1、環氧樹脂(主要討論雙酚A型)的原料
環氧氯丙烷:由於環氧基、氯取代基的存在,毒性頗大,在240ug/g的環境中4h即可使老鼠致死。Gage提出最大允許值MAC為5ug/g,另外對眼、鼻、咽刺激性也很大;雙酚A:Borman提出LD50為2.4g/kg,所以認為工業有害性是很小的。
2、雙酚A型環氧樹脂Epon815、820、828、1001、1007,以及間苯二酚縮水甘油醚類化合物,毒性都被證實是很低的,通常LD50值在10~30g/kg范圍。Hine等人認為稀釋劑單縮水甘油醚類化合物的毒性,主要表現在對皮膚的刺激上,經口毒性LD50值也是很低的。
3、環氧樹脂固化物的毒性將固化的普通環氧樹脂(在鄰苯二甲酸二辛酯中,含量為50%~70%)混合於食物中(約佔10%),經口給老鼠吃26周時間,僅僅引起體重減少,未引起內部病狀。而用未固化的Epon828樹脂混合於食物中(佔5%左右),經26周餵食,老鼠死亡數增加。因此,可以認為固化完全的環氧樹脂(雙酚A型)是無毒的。但是,如果固化不完全則另當別論。

㈡ 環氧樹脂固化促進劑有哪些

環氧樹脂固化促進劑有很多種,分為胺類、酚類、取代脲、咪唑及其鹽、三氟化硼絡合物、金屬有機鹽、膦類化合物,分別適用於不同的固化體系。
1、胺類促進劑
胺類促進劑屬親核型促進劑,對於胺類固化的環氧樹脂只對固化劑起催化作用,通過體系中的羥基進行陰離子醚化反應。對酸酐類固化的環氧樹脂則起雙重催化作用,既對酸酐也對環氧樹脂起催化作用,含活潑氫的化合物如酚、酸、醇、水能加速作用,最後形成聚醚和聚酯型兩種交聯網路。
胺類促進劑對環氧樹脂具有較強的催化活性,鹼性越強,取代基越小,對話活性越大。
常用的胺類促進劑: DMP-30、HDG-A/B環氧樹脂固化促進劑、叔胺類促進劑(三乙胺、三乙醇胺、BMDA、DBU、DMP-10、吡啶)、季銨鹽類促進劑、脂肪胺類促進劑(僅對低分子聚醯胺有促進作用)。
2、取代脲促進劑
具體品種有N-對氯苯基-N,N'-二甲基脲,N-(3,4-二氯苯基)-N,N'-二甲基脲,N-(3-苯基)--N,N'-二甲基脲,N-(4-苯基)--N,N'-二甲基脲,2-甲基咪唑脲等等。此外硫脲也是有效的促進劑。
3、咪唑及其鹽促進劑
2-乙基-4-甲基咪唑可大幅降低DICY、有機醯肼、酸酐、DDS的固化溫度。
咪唑與氯化鎳、氯化銅、溴化銅等無機鹽反應製得的咪唑鹽絡合物是潛伏性促進劑。
4、三氟化硼胺絡合物
三氟化硼胺絡合物屬親電型促進劑,主要用於環氧樹脂與胺類固化體系的固化促進劑。也可以促進環氧樹脂與酸酐的固化反應,對環氧基與羥基的醚化反應有利,但適用期較短。
5、酚類促進劑
主要有苯酚、間苯二酚、間甲酚、雙酚A等等,用作胺類固化劑的促進劑。
6、金屬有機鹽
金屬羧酸鹽如環烷酸鋅、辛酸鋅等對環氧樹脂與酸酐的固化反應能起催化作用。過度元素的乙醯丙酮絡合物是酸酐、DICY、有機醯肼與環氧樹脂固化體系非常有效的潛伏性促進劑。
7、膦類化合物
膦類化合物促進劑有三氟化硼三乙基膦、三氟化硼三異丙基膦、三甲基膦、三苯基膦及其衍生物、環三磷和磷胺化合物等。
參考資料:《現代膠粘技術手冊》, 李子東 李廣宇 於敏,新時代出版社,2002年1月第1版,P88-90。

㈢ 粉末塗料用環氧樹脂及其固化劑

粉末塗料用環氧樹脂及其固化劑的研究,主要針對其結構特點對性能的影響,以滿足各種應用領域的需求。

環氧樹脂,作為粉末塗料的核心成分,因其優異的防腐、絕緣、耐熱、柔韌性、裝飾性,被廣泛應用於管道、鋼筋、閥門、卷材、室內裝飾、絕緣等領域。環氧樹脂種類繁多,主要包括雙酚A型、氫化雙酚A型、多官能度環氧樹脂等。

雙酚A型環氧樹脂具有防腐性能、熱穩定性能和剛性,便於粉末儲存和磨粉。其分子結構包含醚鍵、羥基和環氧基團,n值的增加導致分子量增大、粘度增加、環氧值降低、環氧當量增加、柔韌性提高。而氫化雙酚A型環氧樹脂通過替換苯環為飽和六元環,提高了耐候性能,固化後塗膜在老化後物理機械性能基本保持不變,相對於雙酚A型環氧樹脂,其耐候性能有所提升。

多官能度環氧樹脂,如四酚基乙烷環氧樹脂,具有更高的交聯密度和防腐性能,塗膜的交聯密度大,提高了熱熔結環氧管道塗料的防腐和耐溫性能。四酚基乙烷環氧樹脂含有四個環氧基團,固化後塗膜的交聯密度大,提高了塗膜的柔韌性,避免塗膜在低溫彎曲時開裂。

丁腈橡膠改性環氧樹脂,通過將橡膠分子鏈接到環氧樹脂中,再通過環氧樹脂與固化劑反應,將丁腈橡膠鏈段接入到塗膜大分子鏈中,提高了塗膜的柔韌性,避免塗膜在低溫彎曲時開裂。硅改性環氧樹脂引入Si-O鍵,不僅可以提高塗膜的柔韌性,還可以提高塗膜的耐熱性。硅改性環氧樹脂不僅具有多官能團環氧樹脂提供的高交聯密度、重防腐性能,還具有Si-O鍵提供的柔韌性和耐熱性,綜合性能更加優良。

高膜玻璃化轉變溫度(Tg)環氧樹脂,固化後所得塗膜的玻璃化轉變溫度(Tg)很高,通常塗膜Tg≥120℃,能夠輸送高溫油氣。通過在普通雙酚A型環氧樹脂中引入鹵素或苯環作為取代基,或更換甘油醚結構為羥基醚、酮醚或剛性環結構,提高了分子主鏈的剛性,使得分子鏈段很難運動,從而提高塗膜的Tg。雙酚S型環氧樹脂中碸基的相互作用和氫鍵的形成,同樣提高了塗膜的Tg。

胺類固化劑,如雙氰胺,具有吸電子能力強的特點,需要加入咪唑促進劑。鄰甲苯取代得到取代雙氰胺,提高了雙氰胺的反應活性。咪唑可以作為促進劑或環氧樹脂的固化劑,增強固化效果。酚類固化劑與環氧樹脂結構相似,相容性好,塗層附著力強,固化速度快、溫度低,具有低溫固化性能。酚類固化劑的合成反應通過圖10所示。

總結,環氧類粉末塗料應用廣泛,環氧樹脂和固化劑的設計與改性至關重要。通過合理的環氧樹脂和固化劑搭配,可以製得具有特殊性能的環氧粉末塗料,滿足不同領域的應用需求。

㈣ 在環氧樹脂膠中,固化劑是什麼,加的比例是多少

1、固化劑又名硬化劑、熟化劑或變定劑,是一類增進或控制固化反應的物質或混合物。

樹脂固化是經過縮合、閉環、加成或催化等化學反應,使熱固性樹脂發生不可逆的變化過程,固化是通過添加固化(交聯)劑來完成的。固化劑是必不可少的添加物,無論是作粘接劑、塗料、澆注料都需添加固化劑,否則環氧樹脂不能固化。 固化劑的品種對固化物的力學性能、耐熱性、耐水性、耐腐蝕性等都有很大影響。

2、固化劑加的比例需通過計算確定

固化劑用量計算方法:

(1)胺類作交聯劑時按下式計算:

胺類用量=MG/Hn

式中:M=胺分子量;Hn=含活潑氫數目;;G=環氧值(每100克環氧樹脂中所含的環氧當量數)

(2)用酸酐類作交聯劑時按下式計算:

酸酐用量=MG(0.6~1)/100

式中:M=酸酐分子量;G=環氧值(0.6~1)為實驗系數

(4)取代基對環氧樹脂反應影響擴展閱讀:

固化劑分類

固化劑按用途可分為常溫固化劑和加熱固化劑。環氧樹脂高溫固化時一般性能優良,但是在土木建築中使用的塗料和粘接劑等由於加熱困難,需要常溫固化,所以大都使用脂肪胺、脂環映以及聚醯胺等,尤其是冬季使用的塗料和粘接劑不得不與多異氰酸酯並用,或使用具有惡臭氣味的聚琉醇類。

至於中溫固化劑和高溫固化劑,則要以被著體的耐熱性以及固化物的耐熱性、粘接性和耐葯品性等為基準來選擇。選擇重點為多胺和酸酐。由於酸酐固化物具有優良的電性能,所以廣泛用於電子、電器等領域。

脂肪族多胺固化物粘接性以及耐鹼、耐水性比較好。芳香族多胺在耐葯品性方面也是優良的。由於氨基的氮元素與金屬形成氫鍵,因而具有優良的防銹效果。胺質量濃度愈高,防銹效果愈好。酸酐固化劑和環氧樹脂形成酯鍵,對有機酸和無機酸顯示了高的抵抗力,電性能一般也超過了多胺。

網路-固化劑

網路-環氧樹脂

㈤ 環氧樹脂.不飽和樹脂的性質

環氧樹脂是泛指分子中含有兩個或兩個以上環氧基團的有機高分子化合物,除個別外,它們的相對分子質量都不高。環氧樹脂的分子結構是以分子鏈中含有活潑的環氧基團為其特徵,環氧基團可以位於分子鏈的末端、中間或成環狀結構。由於分子結構中含有活潑的環氧基團,使它們可與多種類型的固化劑發生交聯反應而形成不溶、不熔的具有三向網狀結構的高聚物。
★ 環氧樹脂的性能和特性
1、 形式多樣。各種樹脂、固化劑、改性劑體系幾乎可以適應各種應用對形式提出的要求,其范圍可以從極低的粘度到高熔點固體。
2、 固化方便。選用各種不同的固化劑,環氧樹脂體系幾乎可以在0~180℃溫度范圍內固化。
3、 粘附力強。環氧樹脂分子鏈中固有的極性羥基和醚鍵的存在,使其對各種物質具有很高的粘附力。環氧樹脂固化時的收縮性低,產生的內應力小,這也有助於提高粘附強度。
4、 收縮性低。環氧樹脂和所用的固化劑的反應是通過直接加成反應或樹脂分子中環氧基的開環聚合反應來進行的,沒有水或其它揮發性副產物放出。它們和不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂相比,在固化過程中顯示出很低的收縮性(小於2%)。
5、 力學性能。固化後的環氧樹脂體系具有優良的力學性能。
6、 電性能。固化後的環氧樹脂體系是一種具有高介電性能、耐表面漏電、耐電弧的優良絕緣材料。
7、 化學穩定性。通常,固化後的環氧樹脂體系具有優良的耐鹼性、耐酸性和耐溶劑性。像固化環氧體系的其它性能一樣,化學穩定性也取決於所選用的樹脂和固化劑。適當地選用環氧樹脂和固化劑,可以使其具有特殊的化學穩定性能。
8、 尺寸穩定性。上述的許多性能的綜合,使環氧樹脂體系具有突出的尺寸穩定性和耐久性。
9、 耐黴菌。固化的環氧樹脂體系耐大多數黴菌,可以在苛刻的熱帶條件下使用。

★ 分類
根據分子結構,環氧樹脂大體上可分為五大類:
1、 縮水甘油醚類環氧樹脂
2、 縮水甘油酯類環氧樹脂
3、 縮水甘油胺類環氧樹脂
4、 線型脂肪族類環氧樹脂
5、 脂環族類環氧樹脂

復合材料工業上使用量最大的環氧樹脂品種是上述第一類縮水甘油醚類環氧樹脂,而其中又以二酚基丙烷型環氧樹脂(簡稱雙酚A型環氧樹脂)為主。其次是縮水甘油胺類環氧樹脂。
1、 縮水甘油醚類環氧樹脂
縮水甘油醚類環氧樹脂是由含活潑氫的酚類或醇類與環氧氯丙烷縮聚而成的。
(1)二酚基丙烷型環氧樹脂 二酚基丙烷型環氧樹脂是由二酚基丙烷與環氧氯丙烷縮聚而成。
工業二酚基丙烷型環氧樹脂實際上是含不同聚合度的分子的混合物。其中大多數的分子是含有兩個環氧基端的線型結構。少數分子可能支化,極少數分子終止的基團是氯醇基團而不是環氧基。因此環氧樹脂的環氧基含量、氯含量等對樹脂的固化及固化物的性能有很大的影響。 工業上作為樹脂的控制指標如下:
①環氧值。環氧值是鑒別環氧樹脂性質的最主要的指標,工業環氧樹脂型號就是按環氧值不同來區分的。環氧值是指每100g樹脂中所含環氧基的物質的量數。環氧值的倒數乘以100就稱之為環氧當量。環氧當量的含義是:含有1mol環氧基的環氧樹脂的克數。
②無機氯含量。樹脂中的氯離子能與胺類固化劑起絡合作用而影響樹脂的固化,同時也影響固化樹脂的電性能,因此氯含量也環氧樹脂的一項重要指標。
③有機氯含量。樹脂中的有機氯含量標志著分子中未起閉環反應的那部分氯醇基團的含量,它含量應盡可能地降低,否則也要影響樹脂的固化及固化物的性能。
④揮發分。
⑤粘度或軟化點。
(2)酚醛多環氧樹脂 酚醛多環氧樹脂包括有苯酚甲醛型、鄰甲酚甲醛型多環氧樹脂,它與二酚基丙烷型環氧樹脂相比,在線型分子中含有兩個以上的環氧基,因此固化後產物的交聯密度大,具有優良的熱穩定性、力學性能、電絕緣性、耐水性和耐腐蝕性。它們是由線型酚醛樹脂與環氧氯丙烷縮聚而成的。
(3)其它多羥基酚類縮水甘油醚型環氧樹脂 這類樹脂中具有實用性的代表有:間苯二酚型環氧樹脂、間苯二酚-甲醛型環氧樹脂、四酚基乙烷型環氧樹脂和三羥苯基甲烷型環氧樹脂,這些多官能縮水甘油醚樹脂固化後具有高的熱變形溫度和剛性,可單獨 或者與通用E型樹脂共混,供作高性能復合材料(ACM)、印刷線路板等基體材料。
(4)脂族多元醇縮水甘油醚型環氧樹脂 脂族多元醇縮水甘油醚分子中含有兩個或兩個以上的環氧基,這類樹脂絕大多數粘度很低;大多數是長鏈線型分子,因此富有柔韌性。
2、其它類型環氧樹脂
(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 這類樹脂的優點是多官能度、環氧當量高,交聯密度大,耐熱性顯著提高。上前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,它們的分子結構和二酚基丙烷型環氧樹脂及其它環氧樹脂有很大差異,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 這類環氧樹脂分子結構里不僅無苯核,也無脂環結構。僅有脂肪鏈,環氧基與脂肪鏈相連。環氧化聚丁二烯樹脂固化後的強度、韌性、粘接性、耐正負溫度性能都良好。

不飽和聚酯是不飽和二元羧酸(或酸酐)或它們與飽和二元羧酸(或酸酐)組成的混合酸與多元醇縮聚而成的,具有酯鍵和不飽和雙鍵的線型高分子化合物。通常,聚酯化縮聚反應是在190~220℃進行,直至達到預期的酸值(或粘度)。在聚酯化縮反應結束後,趁熱加入一定量的乙烯基單體,配成粘稠的液體,這樣的聚合物溶液稱之為不飽和聚酯樹脂。
■ 不飽各聚酯樹脂的物理和化學性質
1、物理性質 不飽和聚酯樹脂的相對密度在1.11~1.20左右,固化時體積收縮率較大,固化樹脂的一些物理性質如下:
⑴耐熱性。絕大多數不飽和聚酯樹脂的熱變形溫度都在50~60℃,一些耐熱性好的樹脂則可達120℃。紅熱膨脹系數α1為(130~150)×10-6℃。
⑵力學性能。不飽和聚酯樹脂具有較高的拉伸、彎曲、壓縮等強度。
⑶耐化學腐蝕性能。不飽和聚酯樹脂耐水、稀酸、稀鹼的性能較好,耐有機溶劑的性能差,同時,樹脂的耐化學腐蝕性能隨其化學結構和幾何開關的不同,可以有很大的差異。
⑷介電性能。不飽和聚酸樹脂的介電性能良好。
2、化學性質 不飽和聚酯是具有多功能團的線型高分子化合物,在其骨架主鏈上具有聚酯鏈鍵和不飽和雙鍵,而在大分子鏈兩端各帶有羧基和羥基。
主鏈上的雙鍵可以和乙烯基單體發生共聚交聯反應,使不飽和聚酯樹脂從可溶、可熔狀態轉變成不溶、不熔狀態。
主鏈上的酯鍵可以發生水解反應,酸或鹼可以加速該反應。若與苯乙烯共聚交聯後,則可以大大地降低水解反應的發生。
在酸性介質中,水解是可逆的,不完全的,所以,聚酯能耐酸性介質的侵蝕;在鹼性介質中,由於形成了共振穩定的羧酸根陰離子,水解成為不可逆的,所以聚酯耐鹼性較差。
聚酯鏈末端上的羧基可以和鹼土金屬氧化物或氫氧化物[例如MgO,CaO,Ca(OH)2等]反應,使不飽和聚酯分子鏈擴展,最終有可能形成絡合物。分子鏈擴展可使起始粘度為0.1~1.0Pa·s粘性液體狀樹脂,在短時間內粘度劇增至103Pa·s以上,直至成為不能流動的、不粘手的類似凝膠狀物。樹脂處於這一狀態時並未交聯,在合適的溶劑中仍可溶解,加熱時有良好的流動性

■ 不飽和聚酯樹脂結構與性能的關系
迄今,國內外用作復合材料基體的不飽和聚酯(樹脂)基體基本上是鄰苯二甲酸型(簡稱鄰苯型)、間苯二甲酸型(簡稱間苯型)、雙酚A型和乙烯基酯型、鹵代不飽和聚酯樹脂等。
1、 鄰苯型不飽和聚酯和間苯型不飽和聚酯
鄰苯二甲酸和間苯二甲酸互為異構體,由它們合成的不飽和聚酯分子鏈分別為鄰苯型和間苯型,雖然它們的分子鏈化學結構相似,但間苯型不飽和聚酯和鄰苯型不飽和聚酯相比,具有下述一些特性:①用間苯型二甲酸可以製得較高分子量的間苯二甲酸不飽和致辭酯,使固化製品有較好的力學性能、堅韌性、耐熱性和耐腐蝕性能;②間苯二甲酸聚酯的純度度,樹脂中不殘留有間苯二甲酸和低分子量間苯二甲酸酯雜質;③間苯二甲酸聚酯分子鏈上的酯鍵受到間苯二甲酸立體位阻效應的保護,鄰苯二甲酸聚酯分子鏈上的酯鍵更易受到水和其它各種腐蝕介質的侵襲,用間苯二甲酸聚酯樹脂製得的玻璃纖維增強塑料在71℃飽和氯化鈉溶液中浸泡一年後仍具有相當高的性能。
2、 雙酚A型不飽和聚酯
雙酚A型不飽和聚酯與鄰苯型不飽和聚酸及間苯型不飽和聚酯大分子鏈的化學結構相比,分子鏈中易被水解遭受破壞的酯鍵間的間距增大,從而降低了酯鍵密度;雙酚A不飽和聚酯與苯乙烯等交聯劑共聚固化後的空間效應大,對酯基起屏蔽保護作用,阻礙了酯鍵的水解;而在分子結構中的新戊基,連接著兩個苯環,保持了化學瓜的穩定性,所以這類樹脂有較好的耐酸、耐鹼及耐水解性能。
3、 乙烯基樹脂
乙烯基樹脂又稱為環氧丙烯酸樹脂,是60年代發展起來的一類新型樹脂,其特點是聚合物中具有端基不飽和雙鍵。
乙烯基樹脂具有較好的綜合性能:①由於不飽和雙鍵位於聚合物分子鏈的端部,雙鍵非常活潑,固化時不受空間障礙的影響,可在有機過氧化物引發下,通過相鄰分子鏈間進行交聯固化,也可與單體苯乙烯其聚固化;②樹脂鏈中的R基團可以屏蔽酯鍵,提高酯鍵的耐化學性能和耐水解穩定性;③乙烯基樹脂中,每單位相對分子質量中的酯鍵比普通不飽和聚酯中少35%~50%左右,這樣就提高了該樹脂在酸、鹼溶液中的水解穩定性;④樹脂鏈上的仲羥基與玻璃纖維或其它纖維的浸潤性和粘結性從而提高復合材料的強度;⑤環氧樹脂主鏈,它可以賦與乙烯基樹脂韌性,分子主鏈中的醚鍵可使樹脂具有優異的耐酸性。
乙烯基樹脂的品種和性能,隨著所用原料的不同而有廣泛的變化,可按復合材料對樹脂性能的要求設計分子結構。
4、 鹵代不飽和聚酯
鹵代不飽和聚酯是指由氯茵酸酐(HET酸酐)作為飽和二元酸(酐)合成得到的一種氯代不飽和聚酯。
氯代不飽和聚酯樹脂一直是當作具有優良自熄性能的樹脂來使用的。但近年來研究表明氯代不飽和聚酯樹脂亦具有相當好的耐腐蝕性能,它在上些介質中耐腐蝕性能與雙酚A不飽和聚酯樹脂和乙烯基樹脂基本相當,而在某些例(例如濕氯)中的耐腐蝕性能則優於乙烯基樹脂和雙酚A不飽和聚酯樹脂。
熱濕氯在不飽和聚酯樹脂接觸後會發生反應而產生氯代的不飽和聚酯樹脂或稱"氯奶油"。由雙酚A不飽和聚酯 樹脂和乙烯基酯樹脂產生"氯奶油"性狀柔軟,濕氯可以通過該"氯奶油"層進一步(腐蝕)滲透,但由氯代不飽和聚酯產生"氯奶油"性狀堅硬,可以阻止濕氯的進一步(腐蝕)滲透。

多數這樣的樹脂都含有苯環,但是由於苯環上有取代基,進入人體內容易被代謝出來,所以對人體的傷害相對於苯來說大大降低了,是低毒性的。另外鹵代烴也有一定的毒性,對人體跟環境也有一定的危害。

參考資料:http://..com/question/6168662.html?si=3
http://..com/question/10180042.html?si=1

㈥ 環氧樹脂固化劑

環氧樹脂是一類具有良好的粘接性、電絕緣性、化學穩定性的熱固性高分子材料,作為膠粘劑、塗料和復合材料等的樹脂基體,廣泛應用於建築、機械、電子電氣、航空航天等領域。環氧樹脂使用時必須加入固化劑,並在一定條件下進行固化反應,生成立體網狀結構的產物,才會顯現出各種優良的性能,成為具有真正使用價值的環氧材料。因此固化劑在環氧樹脂的應用中具有不可缺少的,甚至在某種程度上起著決定性的作用。環氧樹脂潛伏性固化劑是近年來國內外環氧樹脂固化劑研究的熱點。所謂潛伏性固化劑,是指加入到環氧樹脂中與其組成的單組分體系在室溫下具有一定的貯存穩定性,而在加熱、光照、濕氣、加壓等條件下能迅速進行固化反應的固化劑,與目前普遍採用的雙組分環氧樹脂體系相比,由潛伏性固化劑與環氧樹脂混合配製而成的單組分環氧樹脂體系具有簡化生產操作工藝,防止環境污染,提高產品質量,適應現代大規模工業化生產等優點。

環氧樹脂潛伏性固化劑的研究一般通過物理和化學的手段,對普通使用低溫和高溫固化劑的固化活性加以改進,主要採取以下兩種改進方法:一是將一些反應活性高而貯存穩定性差的固化劑的反應活性進行封閉、鈍化;二是將一些貯存穩定性好而反應活性低的固化劑的反應活性提高、激發。最終達到使固化劑在室溫下加入到環氧樹脂中時具有一定的貯存穩定性,而在使用時通過光、熱等外界條件將固化劑的反應活性釋放出來,從而達到使環氧樹脂迅速固化的目的。本文就國內外環氧樹脂潛伏性固化劑的研究進展作一基本概述。

1 環氧樹脂潛伏性固化劑

1.1 改性脂肪族胺類

脂肪族胺類固化劑如乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺等是常用的雙組分環氧樹脂室溫固化劑,通過化學改性的方法,將其與有機酮類化合物進行親核加成反應,脫水生成亞胺是一種封閉、降低其固化活性,提高其貯存穩定性的有效途徑。

這種酮亞胺型固化劑與環氧樹脂組成的單組分體系通過濕氣和水分的作用而使酮亞胺分解成胺因此在常溫下即可使環氧樹脂固化。但一般固化速度不快,使用期也較短,原因是亞胺氮原子上的孤對電子仍具有一定的開環活性。為解決這一問題,武田敏之用羰基兩端具有立體阻礙基團的酮3-甲基-2 -丁酮與高活性的二胺1,3 二氨甲基環己烷反應得到的酮亞胺不僅具有較高的固化反應活性,而且貯存穩定性明顯改善。另外日本專利報道採用聚醚改性的脂肪族胺類化合物與甲基異丁基酮反應得到的酮亞胺也是一種性能良好的環氧樹脂潛伏性固化劑。脂肪族胺類固化劑通過與丙烯腈、有機膦化合物,過渡金屬絡合物的反應,也可使其固化反應活性降低,從而具有一定的潛伏性。

1.2 芳香族二胺類

芳香胺由於具有較高的Tg而受到重視,但由於其的劇毒性而限制了應用。經改性製得的芳香族二胺類固化劑則具有Tg高、毒性低、吸水率低、綜合性能好的優點。近年來研究較多的芳香族二胺類固化劑有二胺基二苯碸(DDS)、二胺基二苯甲烷(DDM)、間苯二胺(m PDA)等,其中以DDS研究得最多最成熟,成為高性能環氧樹脂中常用的固化劑。DDS用作環氧樹脂潛伏性固化劑時,與MP DA、DDM等芳香二胺相比,由於其分子中有強吸電子的碸基,反應活性大大降低,其適用期也增長。在無促進劑時,100克環氧樹脂配合物的適用期可達1年,固化溫度一般要達到200℃。為了降低其固化溫度,常加入促進劑以實現中溫固化。近年來為了改善體系的濕熱性能和韌性,對DDS進行了改性,開發出多種聚醚二胺型固化劑,使得它們在乾燥時耐熱性有所降低,這些二胺因兩端胺基間的距離較長,造成吸水點氨基減少,並且具有優良的耐沖擊性。

1.3 雙氰胺類

雙氰胺又稱二氰二胺,很早就被用作潛伏性固化劑應用於粉末塗料、膠粘劑等領域。雙氰胺與環氧樹脂混合後室溫下貯存期可達半年之久。雙氰胺的固化機理較復雜,除雙氰胺上的4個氫可參加反應外,氰基也具有一定的反應活性。雙氰胺單獨用作環氧樹脂固化劑時固化溫度很高,一般在150~170℃之間,在此溫度下許多器件及材料由於不能承受這樣的溫度而不能使用,或因為生產工藝的要求而必須降低單組分環氧樹脂的固化溫度。解決這個問題的方法有兩種,一種是加入促進劑,在不過分損害雙氰胺的貯存期和使用性能的前提下,降低其固化溫度。這類促進劑很多,主要有咪唑類化合物及其衍生物和鹽、脲類衍生物、有機胍類衍生物、含磷化合物,過渡金屬配合物及復合促進劑等,這些促進劑都可以使雙氰胺的固化溫度明顯降低,理想的固化溫度可降至120℃左右,但同時會使貯存期縮短,而且耐水性能也會受到一定的影響。

另一種降低單組分環氧樹脂固化溫度的有效方法是通過分子設計的方法對雙氰胺進行化學改性。在雙氰胺分子中引入胺類,特別是芳香族胺類結構,以制備雙氰胺衍生物,如瑞士Ciba Geigy公司開發的HT 2833,HT 2844是一種用3,5 二取代苯胺改性的雙氰胺衍生物,其化學結構式如下:

據報道,此類固化劑與環氧樹脂相溶性較好,貯存期長,固化速度快,在100℃下固化1h,剪切強度可達25MPa,150℃固化30min,剪切強度可達27MPa。日本旭化成工業公司研製的粉末塗料專用固化劑AEHD-610,AEHD-210也是一種改性雙氰胺衍生物。另外,日本有採用芳香族二胺如4,4』 二氨基二苯甲烷(DDM),4,4』 二氨基二苯醚(DDE),4,4』 二氨基二苯碸(DDS),對二甲苯胺(DMB)分別與雙氰胺反應製得其衍生物的報道。上述引入苯環後的雙氰胺衍生物與雙酚A型環氧樹脂的相溶性與雙氰胺相比明顯增加,與E 44環氧樹脂組成的單組分體系在室溫貯存期長達半年之久,固化溫度均低於雙氰胺。

國內有關對雙氰胺進行化學改性得到雙氰胺衍生物的報道較少,溫州清明化工採用環氧丙烷與雙氰胺反應製得了雙氰胺MD 02,其熔點154~162℃,比雙氰胺的熔點(207~210℃)低了45℃左右,採用100份E 44環氧樹脂,15份MD 02和0 5份2 甲基咪唑組成的配方,150℃下凝膠的時間為4min。用苯胺 甲醛改性雙氰胺所得的衍生物與雙酚A型環氧樹脂混溶性增加,在丙酮和酒精的混合溶液中有良好的溶解性,且反應活性增加,貯存性也較長。

1.4 咪唑類

咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑等咪唑類固化劑是一類高活性固化劑,在中溫下短時間即可使環氧樹脂固化,因此其與環氧樹脂組成的單組分體系貯存期較短,必須對其進行化學改性,在其分子中引入較大的取代基形成具有空間位阻的咪唑類衍生物,或與過渡金屬Cu、Ni、Co、Zn等的無機鹽反應生成相應的咪唑鹽絡合物,才能成為在室溫下具有一定貯存期的潛伏性固化劑。對咪唑類固化劑進行化學改性的方法很多,從反應機理上來看,主要有兩種:一種是利用咪唑環上1位仲胺基氮原子上的活潑氫對其進行改性,這類改性劑有異氰酸酯、氰酸酯、內酯等,改性後所得的咪唑類衍生物具有較長的貯存期和良好的機械性能。另一種方法是利用咪唑環上3位N原子的鹼性對其改性,使它與具有空軌道的化合物復合,這類物質包括有機酸、金屬無機鹽類、酸酐、TCNQ、硼酸等。其中金屬無機鹽類一般是含具有空軌道的過渡金屬離子,如Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cd2+、Co2+等,它們與咪唑形成配位絡合物,具有很好的貯存性,而在150~170℃迅速固化,但無機鹽類、有機酸及其鹽類等的引入,將會破壞原咪唑固化產物的耐水解性和耐濕熱性。

國內對咪唑類潛伏性固化劑的研究較少,國外市場則相對較多。日本第一工業制葯株式會社將各種咪唑與甲苯二異氰酸酯(TDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、六次甲基二異氰酸酯(HDI)反應製成封閉產物,減弱了咪唑環上胺基的活性,有較長使用期,當溫度上升到100℃以上,封閉作用解除,咪唑恢復活性,環氧樹脂固化。

1.5 有機酸酐類

有機酸酐類固化劑與雙氰胺相似,具有較好的貯存穩定性,盡管固化溫度較高,可是固化產物的力學性能、介電性能和耐熱性能均較好。不過這類固化劑由於酸酐鍵容易水解的緣故而耐濕性較差,並且不容易進行化學改性,因此一般採用添加促進劑的方法降低有機酸酐類固化劑的固化溫度。有機酸酐類固化劑常用的固化促進劑包括叔胺和叔胺鹽,季膦鹽,路易斯酸-胺絡合物,乙醯丙酮過渡金屬絡合物等。

1.6 有機醯肼類與雙氰胺一樣,有機醯肼也是一種高熔點固體,但其固化溫度比雙氰胺低。有機醯肼與環氧樹脂組成的單組分環氧樹脂膠體系的貯存期可達4個月以上,常用的有機醯肼化合物有:琥珀酸醯肼、己二酸二醯肼、癸二酸醯肼、間苯二甲酸醯肼和對羥基安息香酸醯肼(POBH)等。不同種類的有機醯肼固化溫度不盡相同,由於其固化溫度較高,故常加入促進劑來降低固化溫度,所用的促進劑與雙氰胺基本相同。

1.7 路易斯酸

胺絡合物類路易斯酸 胺絡合物是一類有效的環氧樹脂潛伏性固化劑,由BF3、AlCl3、ZnCl2、PF5等路易斯酸與伯胺或仲胺形成絡合物而成。作為環氧樹脂的固化劑,這類絡合物常溫下相當穩定,而在120℃時則快速固化環氧樹脂,其中研究最多的是三氟化硼-胺絡合物。據報道,一種合成的新型三氟化硼-胺絡合物BPEA-2具有良好的潛伏性、粘接性能和韌性。路易斯酸 胺絡合物也是酸酐類和芳香胺類潛伏性固化劑常用的促進劑。

1.8 微膠囊類

微膠囊類環氧樹脂潛伏性固化劑實際上是利用物理方法,將室溫雙組分固化劑採用微細的油滴膜包裹,形成微膠囊,加入到環氧樹脂中後將固化劑的固化反應活性暫時封閉起來,而通過加熱、加壓等條件使膠囊破裂,釋放出固化劑,從而使環氧樹脂固化。微膠囊類環氧樹脂潛伏性固化劑的成膜劑包括纖維素、明膠、聚乙烯醇、聚酯、聚碸等,由於制備工藝要求嚴格,膠囊膜的厚度對貯存、運輸和使用會帶來不同程度影響。

2 結語

雖然環氧樹脂潛伏性固化劑的種類很多,但是每種類型的固化劑都有一定的優點和缺點,到目前為止,仍然沒有發現一種性能特別優良,十分理想的潛伏性固化劑。目前環氧樹脂潛伏性固化劑的研究主要集中在雙氰胺類,咪唑類和芳香族二胺類固化劑。同時在達到潛伏性固化劑使用中降低固化溫度、縮短固化時間、延長適用期的要求的基礎上,進一步解決環氧樹脂固化產物耐水、耐熱,以及提高韌性等問題,也是今後環氧樹脂潛伏性固化劑研究的重點。不僅如此,隨著人們對環境保護意識的提高,低毒和無毒的環保型環氧樹脂潛伏固化劑的研究也是必然的趨勢。

㈦ 單乙醇胺,二乙醇胺,三乙醇胺的區別

晚上好,只是主鏈為三乙胺上的羥基取代數目多寡,MEA是一個,DEA是兩個,TEA是三個。由於取代基數量增加,它的鹼性逐漸降低,反應活性下降。市售最常見的是TEA一般用作ph緩沖以及做鹼性金屬離子絡合用較多,MEA不常見沒用過。除此之外它們都還可以作為環氧樹脂的脂醇類固化劑,其中MEA固化效率最高TEA最慢。請酌情參考。

㈧ 什麼酸酐與環氧反應介電性能最好

環氧樹脂硬化反應的原理,目前尚不完善,根據所用硬化劑的不同,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. 不同種類的硬化劑,在硬化過程中其作用也不同.有的硬化劑在硬化過程中,不參加到本分子中去,僅起催化作用,如無機物.具有單反應基團的胺、醇、酚等,這種硬化劑,叫催化劑.多數硬化劑,在硬化過程中參與大分子之間的反應,構成硬化樹脂的一部分,如含多反應基團的多元胺、多元醇、多元酸酐等化合物. 1、胺類硬化劑胺類硬化劑—般使用比較普遍,其硬化速度快,而且黏度也低,使用方便,但產品耐熱性不高,介電性能差,並且硬化劑本身的毒性較大,易升華.胺類硬化劑包括;脂肪族胺類、芳香族胺類和胺的衍生物等.胺本身可以看作是氮的烷基取代物,氨分子(NH3)中三個氫可逐步地被烷基取代,生成三種不同的胺.即:伯胺(RNH2)、仲胺(R2NH))和叔胺(R3N). 由於胺的種類不同,其硬化作用也不同:(1)伯胺和仲胺的作用含有活潑氫原子的伯胺及仲胺與環氧樹脂中的環氧基作用.使環氧基開環生成羥基,生成的羥基再與環氧基起醚化反應,最後生成網狀或體型聚合物. (2)叔胺的作用與伯胺、仲胺不同,它只進行催化開環,環氧樹脂的環氧基被叔胺開環變成陰離子,這個陰離子又能打開一個新的環氧基環,繼續反應下去,最後生成網狀或體型結構的大分子. 2、酸酐類硬化劑酸酐是由羧酸(分子結構中含有羧基—COOH)與脫水劑一起加熱時,兩個羧基除去一個水分子而生成的化合物. 酸酐類硬化劑硬化反應速度較緩慢,硬化過程中放熱少,使用壽命長,毒性較小,硬化後樹脂的性能(如力學強度、耐磨性、耐熱性及電性能等)均較好.但由於硬化後含有酯鍵,容易受鹼的侵蝕並且有吸水性,另外除少數在室溫下是液體外.絕大多數是易升華的固體,而且一般要加熱固化. 酸酐和環氧樹脂的硬化機理,至今尚未完全闡明,比較公認的說法如下:酸酐先與環氧樹脂中的羥基起反應而生成單酯,第二步由單酯中的羥基和環氧樹脂的環氧基起開環反應而生成雙酯,第三步再由其中的羥基對環氧基起開環作用,生成醚基,所以可得到既含醚鍵,又含有酯基的不溶不熔的體型結構. 除了上述反應之外,第一步生成的單酸中的羧基也可能與環氧樹脂分子上的羥基起酯化反應,生成雙酯.但這不是主要的反應. 3、樹脂類硬化劑含有硬化基團的一NH一,一CH2OH,一SH,一COOH,一OH等的線型合成樹脂低聚物,也可作為環氧樹脂的硬化劑.如低分子聚醯胺.酚醛樹脂,苯胺甲醛樹脂,三聚氰胺甲醛樹脂,糠醛樹脂,硫樹脂,聚酯等.它們分別能對環氧樹脂硬化物的耐熱性,耐化學性,抗沖擊性,介電性,耐水性起到改善作用.常用的是低分子聚醯胺和酚醛樹脂. (1)低分子聚醯胺不同於尼龍型的聚醯胺.它是亞油酸二聚體或是桐油酸二聚體與脂肪族多元胺,如乙二胺、二乙烯三胺反應生成的一種琥珀色粘稠狀樹脂.由於原材料的性質,反應組分的配比和反應條件不同,低分子聚醯胺的性質差別很大.它們的分子量在500~9000之間,有熔點很高,胺值很低的固態樹脂,也有胺值為300的液態樹脂.其中胺值是低分子聚醯胺活性的描述,胺值高的活性大,與環氧樹脂反應速度快,但可使用期短,胺值低的活性小,與環氧樹脂反應速度慢,但可使用期長,表1列舉了幾種低分子聚醯胺的牌號及性能. 表1 低分子聚醯胺牌號及性能舉例牌 號 200 300 400 650 651 原 料 亞油酸二聚體與三乙烯四胺 亞油酸二聚體與三乙烯四胺 桐油酸二聚體與二乙烯三胺 — — 色 澤 棕紅色黏流體 棕紅色黏流體 棕 色黏流體 棕 色黏流體 淺黃色液 體 密度g/cm3 0.96~0.98 0.96~0.98 0.970~0.990 0.7~0.99 胺 值 215±15 305±15 200±20 200±20 300 黏度(40℃) mPa·s 20000~80000 600~2000 15000~50000 — — 低分子聚醯胺分子中有各種極性基團,如仲胺基.伯胺基以及醯胺基,硬化後的環氧樹脂對各種金屬、木材、玻璃和塑料有良好的粘附力.聚醯胺分子中有較長的脂肪碳鏈,起到內部增塑作用,因此硬化後的環氧樹脂有一定的韌性.低分子聚醯胺與環氧樹脂的配合比例一般從40/60到60/40.在此范圍內,可獲得較好的膠接強度,熱穩定性和耐化學試劑作用.一般聚醯胺用量多,體系柔性及抗沖擊性能好;環氧樹脂比例高,高溫下粘結強度比較高,耐化學試劑作用好. 低分子聚醯胺作硬化劑特點是:無毒或低毒,揮發性小,易與環氧樹脂混合,反應緩慢,一般多用作常溫固化劑. (2)酚醛樹脂酚醛樹脂與環氧樹脂的相互作用比較復雜, 熱固性酚醛樹脂中的羥甲基與環氧樹脂中的羥基及環氧基起反應及酚醛樹脂中的酚羥基與環氧基起開環醚化反應所以酚醛樹脂能把環氧樹脂從線型變成體型,環氧樹脂也能把酚醛樹脂從線型變成體型,彼此相輔相成,最後形成相互交聯的不溶不熔的體型大分子. 4、咪唑類固化劑咪唑類化合物是一種新型固化劑,可在較低溫度下固化而得到耐熱性優良的固化物,並且具有優異的力學性能. 咪唑類化合物的反應活性根據其結構不同而有所不同.一般鹼性愈強,固化溫度愈低,在結構上受l位取代基影響較大. 咪唑(1midaxole)是具有兩個氮原子的五元環,一個氮原子構成仲胺,一個氮原子構成叔胺.所以咪唑類固化劑既有叔胺的催化作用,又有仲胺的作用.如2-乙基-4-甲基咪唑.

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