环氧树脂固化的反应机理

『壹』 环氧树脂 固化剂

环氧树脂固化剂是与环氧树脂发生化学反应，形成网状立体聚合物，把复合材料骨材包络在网状体之中。 使线型树脂变成坚韧的体型固体的添加剂。包括多种类型。
环氧树脂固化剂分类
（1）固化剂种类
碱性类固化剂：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。 酸性类固化剂：包括有机酸、酸酐、和三氟化硼及其络合物。
（2）加成型和催化型
加成型固化剂：这类固化剂与环氧基发生加成反应构成固化产物一部分链段，并通过逐步聚合反应使线型分子交联成体型结构分子，这类固化剂又称瓜型固化剂。 催化型固化剂：这类固化剂仅对环氧树脂发生引发作用，打开环氧基后，催化环氧树脂本身聚合成网状结构，生成以醚键为主要结构的均聚物。
（3）显在型和潜伏型
显在型固化剂为普通使用的固化剂，又可分为加成聚合型和催化型。所谓加成聚合型即打开环氧基的环进行加成聚合反应，固化剂本身参加到三维网状结构中去。这类固化剂，如加入量过少，则固化产物连接着末反应的环氧基。因此，对这类固化剂来讲，存在着一个合适的用量。而催化型固化剂则以阳离子方式，或者阴离子方式使环氧基开环加成聚合，最终，固化剂不参加到网状结构中去，所以不存在等当量反应的合适用量；不过，增加用量会使固化速度加快。 潜伏型固化剂指的是与环氧树脂混合后，在室温条件下相对长期稳定(一环氧树脂般要求在3个月以上，才具有较大实用价值，最理想的则要求半年或者1年以上)，而只需暴露在热、光、湿气等条件下，即开始固化反应。这类固化剂基本上是用物理和化学方法封闭固化剂活性的。在显在型固化剂中，双氰胺、己二酸二酰肼这类品种，在室温下不溶于环氧树脂，而在高温下溶解后开始固化反应，因而也呈现出一种潜伏状态。所以，在有的书上也把这些品种划为潜伏型固化剂，实际上可称之为功能性潜伏型固化剂。因为潜伏型固化剂可与环氧树脂混合制成一液型配合物，简化环氧树脂应用的配合手续，其应用范围从单包装胶黏剂向涂料、浸渍漆、灌封料、粉末涂料等方面发展。潜伏型固化剂在国外日益引起重视，可以说是研究与开发的重点课题，各种固化剂改性新品种和配合新技术层出不穷，十分活跃。
编辑本段各种固化剂的固化温度
各种固化剂的固化温度各不相同，固化物的耐热性也有很大不同。一般地说，使用固化温度高的固化剂可以得到耐热优良的固化物。对于加成聚合型固化剂，固化温度和耐热性按下列顺序提高：脂肪族多胺<脂环族多胺<芳香族多胺≈酚醛<酸酐。 催化加聚型固化剂的耐热性大体处于芳香多胺水平。阴离子聚合型(叔胺和咪唑化古物)、阳离子聚合型(BF3络合物)的耐热性基本上相同，这主要是虽然起始的反应机理不同，但最终都形成醚键结合的网状结构。 固化反应属于化学反应，受固化温度影响很大，温度增高，反应速度加快，凝胶时间变短；凝胶时间的对数值随固化温度上升大体呈直线下降趋势，但固化温度过高，常使固化物性能下降，所以存在固化温度的上限；必须选择使固化速度和固化物性能折衷的温度，作为合适的固化温度。 按固化温度可把固化剂分为四类：低温固化剂固化温度在室温以下；室温固化剂固化温度为室温～50℃；中温固化剂为50～100℃；高温固化剂固化温度在100℃以上。属于低温固化型的固化剂品种很少，有聚琉醇型、多异氰酸酯型等；近年来国内研制投产的T -31改性胺、YH—82改性胺均可在0℃以下固化。属于室温固化型的种类很多：脂肪族多胺、脂环族多胺；低分子聚酰胺以及改性芳胺等。属于中温固化型的有一部分脂环族多胺、叔胺、眯唑类以及三氟化硼络合物等。属于高温型固化剂的有芳香族多胺、酸酐、甲阶酚醛树脂、氨基树脂、双氰胺以及酰肼等。 对于高温固化体系，固化温度一般分为两阶段，在凝胶前采用低温固化，在达到凝胶状态或比凝胶状态稍高的状态之后，再高温加热进行后固化(post-cure)，相对之前段固化为预固化(pre-cure)。 环氧树脂必须与固化剂反应以生成三向立体结构才具有实用价值。因此固化剂的结构与品质将直接影响环氧树脂的应用效果。国外对固化剂的研究与开发远比环氧树脂活跃，与环氧树脂品种相比，固化剂品种更多，且保密性很强。每开发一种新的固化剂就可以解决一个方面的问题，就相当于开发一种新的环氧树脂或开辟了环氧树脂一个新的用途。可见，开发新型固化剂远比开发新型环氧树脂更为重要。

『贰』 环氧树脂的合成原理和固化原理

1、合成原理：

双酚A型环氧树脂是由双酚A和环氧氯丙烷在碱性催化剂(通常用NaOH)作用下缩聚而成。

2、固化原理：

在环氧树脂的结构中有羟基（〉CH—OH）、醚基（—O—）和极为活泼的环氧基存在，羟基和醚基有高度的极性，使环氧分子与相邻界面产生了较强的分子间作用力，而环氧基团则与介质表面（特别是金属表面）的游离键起反应，形成化学键。

因而，环氧树脂具有很高的黏合力，用途很广，商业上被称作“万能胶“。此外，环氧树脂还可做涂料、浇铸、浸渍及模具等用途。

但是，环氧树脂在未固化前是呈热塑性的线型结构，使用时必须加入固化剂，固化剂与环氧树脂的环氧基等反应，变成网状结构的大分子 ，成为不溶且不熔的热固性成品。环氧树脂在固化前相对分子质量都不高，只有通过固化才能形成体形高分子。

环氧树脂的固化要借助固化剂，固化剂的种类很多，主要有多元胺和多元酸，他们的分子中都含有活波氢原子，其中用得最多的是液态多元胺类，如二亚乙基三胺和三乙胺等。环氧树脂在室温下固化时，还常常需要加些促进剂（如多元硫醇），已达到快速固化的效果。

固化剂的选择与环氧树脂的固化温度有关，在通常温度下固化一般用多元胺和多元硫胺等，而在较高温度下固化一般选用酸酐和多元酸为固化剂。不同的固化剂，其交联反应也不同。

(2)环氧树脂固化的反应机理扩展阅读：

一、固化种类

常用环氧树脂固化剂有脂肪胺、脂环胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、树脂类、叔胺，另外在光引发剂的作用下紫外线或光也能使环氧树脂固化。常温或低温固化一般选用胺类固化剂，加温固化则常用酸酐、芳香类固化剂。

二、固化阶段

1、操作时间

操作时间（也是工作时间或使用期）是固化时间的一部份，混合之后，树脂/固化剂混合物仍然是液体和可以工作及适合应用。为了保证可靠的粘接，全部施工和定位工作应该在固化操作时间内做好。

2、进入固化

混合物开始进入固化相（也称作熟化阶段），这时它开始凝胶或“突变”。这时的环氧没有长时间的工作，可能也将失去粘性。在这个阶段不能对其进行任何干扰。它将变成硬橡胶似的软凝胶物，你用大拇指将能压得动它。

因为这时混合物只是局部固化，新使用的环氧树脂仍然能与它化学链接，因此该未处理的表面仍然可以进行粘接或反应。无论如何，接近固化的混合物这些能力在减小

3、最终固化

环氧混合物达到固化变成固体阶段，这时能砂磨及整型。这时你用大拇指已压不动它，在这时环氧树脂约有90%的最终反应强度，因此可以除去固定夹件，将它放在室温下维持若干天使它继续固化。

『叁』 环氧树脂聚合硬化产生胺类物质的化学机理是什么

下午好，环氧树脂如果使用脂肪胺或者芳香胺作为固化剂时反应原理相近，一般都是使环氧专基开环后属先生成羟基，然后羟基再在碱性条件下不断和环氧基发生醚化最终生成超大分子量聚合物形态，提问中说硬化后还能继续生成胺类化合物应该是和类似650和651的低分子量聚酰胺催化生成尼龙俗称双重聚合，就像苯乙烯和N-乙烯基吡咯烷酮一样能形成复合塑料合金。这种聚合后也呈现碱性的环氧极性高聚物可以被甲酸或者硝酸重新侵蚀掉。

『肆』 UV固化树脂固化原理是什么

UV固化树脂的固化原理与其它树脂的热固化不同，它必须要经过UV炉/UV灯进行固化，通过UV炉时，照射紫外光，使其“加热”固化。UV是指紫外线ultraviolet
的英文缩写，从高分子微观角度来说，一些高分子材料的末端官能团有很强的紫外感光性，只有在紫外光的照射下，官能团才能有足够的活性进行再次反应，进行交联，表现为固化。

『伍』 环氧树脂聚合机理是什么是连锁反应还是逐步反应

晚上好，常见环氧的胺类和酸酐聚合反应都属于逐步反应，前者通过脂肪胺和芳香胺碱性开环一步一步进行醚化缩聚得到最终超高分子量聚合物，后者通过酸酐缩水开环一步一步提升分子量达到目标结果，如果是环氧活性稀释剂的各种缩水甘油醚与胺是连锁反应特别是在有叔胺比如三乙胺催化条件下呈现与环氧单体同步的线性聚合。

『陆』 环氧树脂的固化原理

原理：环氧树脂固化剂是与环氧树脂发生化学反应，形成网状立体聚合物，把复合材料骨材包络在网状体之中。 使线型树脂变成坚韧的体型固体的添加剂。

一般认为它通过四种途径的反应而成为热固性产物。

（1）环氧基之间开环连接；

（2）环氧基与带有活性氢官能团的硬化剂反应而交联；

（3）环氧基与硬化剂中芳香的或脂肪的羟基的反应而交联；

（4）环氧基或羟基与硬化剂所带基团发生反应而交联。

(6)环氧树脂固化的反应机理扩展阅读：

对环氧树脂胶黏剂的分类在行业中还有以下几种分法：

1、按其主要组成 分为纯环氧树脂胶黏剂和改性环氧树脂胶黏剂；

2、按其专业用途 分为机械用环氧树脂胶黏剂、建筑用环氧树脂胶黏剂、电子环氧树脂胶黏剂、修补用环氧树脂胶黏剂以及交通用胶、船舶用胶等；

3、按其施工条件 分为常温固化型胶、低温固化型胶和其他固化型胶；

4、按其包装形态 可分为单组分型胶、双组分胶和多组分型胶等；

还有其他的分法，如无溶剂型胶、有溶剂型胶及水基型胶等。但以组分分类应用较多。

其它类型

（1）缩水甘油酯类环氧树脂 缩水甘油酯类环氧树脂和二酚基丙烷环氧化树脂比较，它具有粘度低，使用工艺性好；反应活性高；粘合力比通用环氧树脂高，固化物力学性能好；电绝缘性好；耐气候性好，并且具有良好的耐超低温性。

在超低温条件下，仍具有比其它类型环氧树脂高的粘结强度。有较好的表面光泽度，透光性、耐气候性好。

（2）缩水甘油胺类环氧树脂 国内外已利用缩水甘油胺环氧树脂优越的粘接性和耐热性，来制造碳纤维增强的复合材料（CFRP）用于飞机二次结构材料。

（3）脂环族环氧树脂 这类环氧树脂是由脂环族烯烃的双键经环氧化而制得的，前者环氧基都直接连接在脂环上，而后者的环氧基都是以环氧丙基醚连接在苯核或脂肪烃上。脂环族环氧树脂的固化物具有以下特点：

①较高的压缩与拉伸强度；

②长期暴置在高温条件下仍能保持良好的力学性能；

③耐电弧性、耐紫外光老化性能及耐气候性较好。

（4）脂肪族环氧树脂

『柒』 环氧树脂AB胶的化学原理

环氧树脂AB胶是指在一个分子结构中，含有两个或两个以上的环氧基，并在适回当的化学试答剂及合适条件下，能形成三维交联状固化化合物的总称。它们的种类很多，按化学结构，可分为缩水甘油醚类、缩水甘油酯类、缩水甘油胺类、脂环族环氧树脂、含无机元素的环氧树脂、新型环氧树脂（海因环氧树脂、酰亚胺环氧树脂等）等。在各类环氧树脂中，双酚A环氧树脂是产量最大、用途最广的一大品种。根据它的分子量不同可分为低、中等、高、超高分子量环氧树脂（聚酚氧树脂）。低分子量的树脂可在室温或高温下固化，但高分子量的环氧树脂必须在高温下才能固化，而超高分子量的聚酚氧树脂不需要借助固化剂，在高温情况下能形成坚韧的膜。

『捌』 水性环氧地坪的反应原理

胺类固化剂与环氧树脂分散相粒子的表面接触发生固化反应，随着固化反应的进行，环氧树脂分散相的分子质量和玻璃化温度逐渐提高，使得固化剂分子向环氧树脂分散相粒子内部的扩散速度逐渐变慢，这就意味着环氧树脂分散相粒子内部进行的固化反应较其表面的少，内部交联密度也较低。同时随着固化反应的进行，环氧树脂分散相粒子逐渐变硬，粒子之间也很难相互作用而凝结成膜。这样地坪漆膜不是很致密，从而形成具有较多开放的微孔的漆膜，形成透气效果。

『玖』 乙二胺与环氧树脂E-44固化机理

（1）环氧基之间开环连接；
（2）环氧基与带有活性氢官能团的硬化剂反应而交联；
（3）环氧基与硬化剂中芳香的或脂肪的羟基的反应而交联；
（4）环氧基或羟基与硬化剂所带基团发生反应而交联。

『拾』 双酚A型环氧树脂交联固化中存在那些反应机理是什么采用胺类固化剂时，水对固化过程有什么影响

环氧树脂交联固化是加聚反应。采用胺类固化剂时，微量的水对环氧基团的开环有促进作用，但随着水分的增加会阻碍固化反应的进行。