环氧树脂及其性能特征.ppt

第三章第三章 环环氧氧树树脂（脂（Epoxy）3.1 引言引言 环环环环氧氧氧氧树树树树脂具有脂具有脂具有脂具有优优优优良的物理机械性能、良的物理机械性能、良的物理机械性能、良的物理机械性能、电绝缘电绝缘电绝缘电绝缘性性性性能能能能、耐化学腐、耐化学腐、耐化学腐、耐化学腐蚀蚀蚀蚀性能、耐性能、耐性能、耐性能、耐热热热热及及及及粘接性能粘接性能粘接性能粘接性能，广泛用于，广泛用于，广泛用于，广泛用于机械机械机械机械电电电电子、化学化工（涂料、粘子、化学化工（涂料、粘子、化学化工（涂料、粘子、化学化工（涂料、粘结剂结剂结剂结剂）、航空航天、）、航空航天、）、航空航天、）、航空航天、汽汽汽汽车车车车、船舶、建筑等工、船舶、建筑等工、船舶、建筑等工、船舶、建筑等工业领业领业领业领域。域。域。域。是是是是应应应应用用用用领领领领域最域最域最域最为为为为广广广广泛的一泛的一泛的一泛的一类热类热类热类热固性固性固性固性树树树树脂脂脂脂。我国我国我国我国现现现现在已在已在已在已经经经经是是是是环环环环氧氧氧氧树树树树脂脂脂脂产产产产量、量、量、量、进进进进口量、消口量、消口量、消口量、消费费费费量最大量最大量最大量最大的国家。的国家。的国家。的国家。20062006年我国年我国年我国年我国产产产产量量量量5252万吨万吨万吨万吨。预计预计预计预计20102010年我国年我国年我国年我国环环环环氧氧氧氧树树树树脂生脂生脂生脂生产产产产能力将达到能力将达到能力将达到能力将达到100100万万万万吨，占全球吨，占全球吨，占全球吨，占全球总产总产总产总产能的一半。能的一半。能的一半。能的一半。1 1.3.1.1 环环氧氧树树脂的定脂的定义义与特征与特征 定定义义：环环氧氧树树脂脂是指分子中含有是指分子中含有两个或两两个或两个以上个以上环环氧基氧基团团的一的一类类有机高分子化合物，有机高分子化合物，除个除个别别外，它外，它们们的相的相对对分子量都很小。一分子量都很小。一般在般在350500之之间间。结结构特点：构特点：分子分子链链中含有中含有活活泼泼的的环环氧基氧基团团。环环氧基氧基团团可以位于分子可以位于分子链链的末端、中的末端、中间间、或成或成环环状状结结构。构。2 2.1、形式多、形式多样样2、固化方便、固化方便3、粘附力、粘附力强强4、收、收缩缩率低率低5、机械、机械强强度高度高6、电绝缘电绝缘性性优优良良7、化学、化学稳稳定性定性强强8、尺寸、尺寸稳稳定性好定性好3.1.2 环环氧氧树树脂的性能与特点脂的性能与特点3 3.树树树树脂与固化脂与固化脂与固化脂与固化剂剂剂剂品种繁多，可品种繁多，可品种繁多，可品种繁多，可选择选择选择选择范范范范围围围围非常广泛；非常广泛；非常广泛；非常广泛；另有多种形式的改性另有多种形式的改性另有多种形式的改性另有多种形式的改性剂剂剂剂（如增（如增（如增（如增韧剂韧剂韧剂韧剂、稀、稀、稀、稀释剂释剂释剂释剂等）等）等）等）1 1）从分子）从分子）从分子）从分子结结结结构上可分构上可分构上可分构上可分为为为为缩缩缩缩水甘油水甘油水甘油水甘油醚类环醚类环醚类环醚类环氧、氧、氧、氧、缩缩缩缩水水水水甘油甘油甘油甘油酯类环酯类环酯类环酯类环氧、氧、氧、氧、缩缩缩缩水甘油胺水甘油胺水甘油胺水甘油胺类环类环类环类环氧、脂肪族氧、脂肪族氧、脂肪族氧、脂肪族环环环环氧、氧、氧、氧、脂脂脂脂环环环环族族族族环环环环氧；氧；氧；氧；2 2）从形）从形）从形）从形态态态态上有低粘度上有低粘度上有低粘度上有低粘度液体液体液体液体环环环环氧氧氧氧和和和和固固固固态环态环态环态环氧氧氧氧；3 3）从功能上可分）从功能上可分）从功能上可分）从功能上可分为为为为普通普通普通普通环环环环氧氧氧氧和和和和高性能高性能高性能高性能环环环环氧氧氧氧；4 4）从价位上有）从价位上有）从价位上有）从价位上有低档、中档低档、中档低档、中档低档、中档和和和和高档高档高档高档之分。之分。之分。之分。1、形式多、形式多样样4 4.2、固化方便、固化方便 固化固化固化固化剂剂剂剂种种种种类类类类多、固化方便是多、固化方便是多、固化方便是多、固化方便是EPEP的一大特色。的一大特色。的一大特色。的一大特色。固化固化固化固化剂剂剂剂按固化温度可分按固化温度可分按固化温度可分按固化温度可分为为为为：（1 1）低温和超低温固化）低温和超低温固化）低温和超低温固化）低温和超低温固化剂剂剂剂（0 0）（2 2）室温固化）室温固化）室温固化）室温固化剂剂剂剂（0 025 25）（3 3）中温固化）中温固化）中温固化）中温固化剂剂剂剂（8080120 120）（4 4）高温固化）高温固化）高温固化）高温固化剂剂剂剂（160160180 180）可覆盖可覆盖可覆盖可覆盖5 5 180180的温度范的温度范的温度范的温度范围围围围。5 5.3、粘附力、粘附力强强 EPEP分子中含有大量分子中含有大量分子中含有大量分子中含有大量极性极性极性极性羟羟羟羟基和基和基和基和醚键醚键醚键醚键，对对对对各种物各种物各种物各种物质质质质均有很高的粘均有很高的粘均有很高的粘均有很高的粘结结结结力。除了力。除了力。除了力。除了聚四氟乙聚四氟乙聚四氟乙聚四氟乙烯烯烯烯、聚乙、聚乙、聚乙、聚乙烯烯烯烯、聚丙聚丙聚丙聚丙烯烯烯烯不能直接用不能直接用不能直接用不能直接用EPEP粘粘粘粘结结结结外，外，外，外，对绝对绝对绝对绝大多数的金属大多数的金属大多数的金属大多数的金属和非金属都有很好的粘和非金属都有很好的粘和非金属都有很好的粘和非金属都有很好的粘结结结结性，有性，有性，有性，有“万能胶万能胶万能胶万能胶”之称。之称。之称。之称。它与它与它与它与许许许许多非金属材料（如玻璃、陶瓷、木材）的多非金属材料（如玻璃、陶瓷、木材）的多非金属材料（如玻璃、陶瓷、木材）的多非金属材料（如玻璃、陶瓷、木材）的粘粘粘粘结结结结强强强强度往往超度往往超度往往超度往往超过过过过材料本身的材料本身的材料本身的材料本身的强强强强度，度，度，度，是是是是结结结结构胶粘构胶粘构胶粘构胶粘剂剂剂剂的主要成分之一。的主要成分之一。的主要成分之一。的主要成分之一。6 6.4、收、收缩缩率低率低 环环环环氧氧氧氧树树树树脂的固化是通脂的固化是通脂的固化是通脂的固化是通过过过过加成方式加成方式加成方式加成方式进进进进行的，固化行的，固化行的，固化行的，固化过过过过程中没有水和其它程中没有水和其它程中没有水和其它程中没有水和其它挥发挥发挥发挥发性副性副性副性副产产产产物放出。另外，物放出。另外，物放出。另外，物放出。另外，环环环环氧氧氧氧树树树树脂本身具有仲脂本身具有仲脂本身具有仲脂本身具有仲羟羟羟羟基，再加上基，再加上基，再加上基，再加上环环环环氧基固化氧基固化氧基固化氧基固化时时时时派生的部分残留派生的部分残留派生的部分残留派生的部分残留羟羟羟羟基，它基，它基，它基，它们们们们的的的的氢键缔氢键缔氢键缔氢键缔合作合作合作合作用使分用使分用使分用使分子排列子排列子排列子排列紧紧紧紧密，密，密，密，因此因此因此因此环环环环氧氧氧氧树树树树脂的固化收脂的固化收脂的固化收脂的固化收缩缩缩缩率是率是率是率是热热热热固固固固性性性性树树树树脂中脂中脂中脂中最低最低最低最低的品种之一，一般的品种之一，一般的品种之一，一般的品种之一，一般为为为为1 1 1 12 2 2 2。7 7.5、机械、机械强强度高度高 固化后的固化后的固化后的固化后的环环环环氧氧氧氧树树树树脂具有脂具有脂具有脂具有很很很很强强强强的内聚力的内聚力的内聚力的内聚力，而分子，而分子，而分子，而分子结结结结构致密，所以其机械构致密，所以其机械构致密，所以其机械构致密，所以其机械强强强强度明度明度明度明显显显显高于酚高于酚高于酚高于酚醛树醛树醛树醛树脂和脂和脂和脂和不不不不饱饱饱饱和聚和聚和聚和聚酯树酯树酯树酯树脂。如脂。如脂。如脂。如树树树树脂脂脂脂浇铸浇铸浇铸浇铸体的体的体的体的弯曲弯曲弯曲弯曲强强强强度度度度：EP:120140 MPa EP:120140 MPa UP:80-100 MPa UP:80-100 MPa PH:60-90 MPa PH:60-90 MPa8 8.6、电绝缘电绝缘性性优优良良 固化后的固化后的固化后的固化后的环环环环氧氧氧氧树树树树脂吸水率低，不再具有活性基脂吸水率低，不再具有活性基脂吸水率低，不再具有活性基脂吸水率低，不再具有活性基团团团团和游离的离子，因此具有和游离的离子，因此具有和游离的离子，因此具有和游离的离子，因此具有优优优优异的异的异的异的电绝缘电绝缘电绝缘电绝缘性能。性能。性能。性能。另外，另外，另外，另外，EPEP组组组组分分分分单单单单一、一、一、一、纯纯纯纯度高。度高。度高。度高。体体体体积电积电积电积电阻率（阻率（阻率（阻率（v v）110 11013131515 介介介介电电电电常数（常数（常数（常数（）3 34 4 介介介介质损质损质损质损耗角正切（耗角正切（耗角正切（耗角正切（tg tg）0.0040.0049 9.7、化学、化学稳稳定性定性强强 固化后的固化后的环环氧氧树树脂主脂主链链是是醚键醚键和苯和苯环环、三向交三向交联结联结构构致密又封致密又封闭闭，因此具有具，因此具有具有有优优异的异的耐碱性、耐酸性和耐溶耐碱性、耐酸性和耐溶剂剂性，性，性能性能优优于于UP和和PH。1010.8、尺寸、尺寸稳稳定性好定性好 上述性能的上述性能的综综合，使得固化后合，使得固化后环环氧氧树树脂脂体系具有突出的尺寸体系具有突出的尺寸稳稳定性和耐久性。定性和耐久性。1111.3.1.3 环环氧氧树树脂的分脂的分类类 按合成方法主要分两按合成方法主要分两按合成方法主要分两按合成方法主要分两类类类类：1.1.1.1.含活含活含活含活泼氢泼氢泼氢泼氢的化合物与的化合物与的化合物与的化合物与环环环环氧氧氧氧氯氯氯氯丙丙丙丙烷烷烷烷反反反反应应应应 2.2.2.2.含不含不含不含不饱饱饱饱和双和双和双和双键键键键的化合物的化合物的化合物的化合物经过过经过过经过过经过过醋酸或醋酸或醋酸或醋酸或 过过过过氧化氧化氧化氧化氢进氢进氢进氢进行行行行环环环环氧化。氧化。氧化。氧化。从分子从分子从分子从分子结结结结构上可分构上可分构上可分构上可分为为为为五大五大五大五大类类类类：1.1.1.1.缩缩缩缩水甘油水甘油水甘油水甘油醚类醚类醚类醚类 4.4.4.4.脂肪族脂肪族脂肪族脂肪族环环环环氧氧氧氧 2.2.2.2.缩缩缩缩水甘油水甘油水甘油水甘油酯类酯类酯类酯类 5.5.5.5.脂脂脂脂环环环环族族族族环环环环氧氧氧氧 3.3.3.3.缩缩缩缩水甘油胺水甘油胺水甘油胺水甘油胺类类类类1212.1.1.缩缩水甘油水甘油醚类醚类 2.2.缩缩水甘油水甘油酯类酯类 3.3.缩缩水甘油胺水甘油胺类类4.4.脂肪族脂肪族环环氧氧5.5.脂脂环环族族环环氧氧1313.课课前回前回顾顾1 1、什么是、什么是、什么是、什么是环环环环氧氧氧氧树树树树脂？其脂？其脂？其脂？其结结结结构特点是什么？构特点是什么？构特点是什么？构特点是什么？2 2、环环环环氧氧氧氧树树树树脂的性能特点有哪些？其中最重要的特脂的性能特点有哪些？其中最重要的特脂的性能特点有哪些？其中最重要的特脂的性能特点有哪些？其中最重要的特点是什么？点是什么？点是什么？点是什么？为为为为什么？什么？什么？什么？3 3、环环环环氧氧氧氧树树树树脂的合成方法有哪几种？脂的合成方法有哪几种？脂的合成方法有哪几种？脂的合成方法有哪几种？4 4、环环环环氧氧氧氧树树树树脂从分子脂从分子脂从分子脂从分子结结结结构上可分构上可分构上可分构上可分为为为为哪几哪几哪几哪几类类类类？分分分分别别别别属于哪一种合成方法？属于哪一种合成方法？属于哪一种合成方法？属于哪一种合成方法？5 5、缩缩缩缩水甘油水甘油水甘油水甘油醚类环醚类环醚类环醚类环氧氧氧氧树树树树脂中最主要且脂中最主要且脂中最主要且脂中最主要且产产产产量最大的量最大的量最大的量最大的是什么是什么是什么是什么环环环环氧？它有哪两氧？它有哪两氧？它有哪两氧？它有哪两类类类类物物物物质质质质反反反反应应应应得到？得到？得到？得到？1414.3.1.4 二酚基丙二酚基丙烷烷型型环环氧氧树树脂脂 1 1 1 1、主要原料、主要原料、主要原料、主要原料 （1 1 1 1）二酚基丙二酚基丙二酚基丙二酚基丙烷烷烷烷-双酚双酚双酚双酚A A A A （2 2 2 2）环环环环氧氧氧氧氯氯氯氯丙丙丙丙烷烷烷烷：非常活非常活非常活非常活泼泼泼泼，可与多种，可与多种，可与多种，可与多种试剂进试剂进试剂进试剂进行反行反行反行反应应应应。1515.与胺与胺类类反反应应 与与羟羟基反基反应应1616.水解反水解反应应1717.与与羧羧酸反酸反应应 聚合反聚合反应应1818.3.1.5 环环氧氧树树脂的命名方法脂的命名方法1.1.代号与型号代号与型号 主要有主要有E E、F F、R R（二氧化双（二氧化双环环戊二戊二烯环烯环氧）等。氧）等。型号型号“E-51”“E-51”表征的意表征的意义义。2.2.主要指主要指标标 环环氧氧值值或或环环氧当量。氧当量。环环氧氧值值：100g100g环环氧氧树树脂中含有脂中含有环环氧基氧基团团的物的物质质的的量（或克当量数）。量（或克当量数）。环环氧当量：氧当量：含有含有1 1克当量克当量环环氧基的氧基的环环氧氧树树脂的克脂的克数。数。环环氧氧值值环环氧当量氧当量100 表征意表征意义义：反：反应应活性，相活性，相对对分子量的大小分子量的大小1919.