第三章 引子

环氧树脂(通称为epoxyresins)是一种环氧低聚物(epoxyolygomer)，与固化剂(hardener)响适时便可造成三维网状的热固性塑料。环氧树脂昔时是在呈液体状况下使用的，时常温或加热进行固化，达到最终的使用打算；行为一种液态体系的环氧树脂，具有在固化响应历程中裁汰率小，其固化物的粘接性、耐热性、耐化学药品质以及力学性能和电气性能优良的性情，是热固性树脂中讹诈量较大的一个品种。缺点是耐候性和韧性差(除部分格外品种外)，但不错通过对环氧低聚物和固化剂的选拔，或罗致合适的改性步调在一定进度上加以克服和更正。

1.1环氧树脂的发展简史

在19世纪末和20世纪初有两个首要的发现,揭示了环氧树脂的合成发明的序幕。早在1891年,德国化学家Lindmann罗致对苯二酚与环氧氯丙烷响应,不错得到树脂状的居品。1909年俄国化学家Prileschajew发现罗致过氧化苯甲酰可使烯烃氧化生成环氧化合物。时于本日,这两个响应如故是环氧树脂的主要合成阶梯,然则它的使用价值莫得被揭示。

环氧树脂的信得过连络是从20世纪30年代运行的,1934年德国的Schlack当先用胺化合物使含有大于一个环氧基的化合物团聚制得高分子团聚物,并由I.G.染料公司行为德国的专利发表。因第二次寰宇大战而未能在好意思国取得专利权。随后,瑞士的PierreCastan和好意思国的S.O.Greelee所发表的多项专利齐揭示了双酚A和环氧氯丙烷经缩聚响应能制得液体环氧树脂,用有机多元胺和二元酸均可使其固化,而况具有优良的粘接性。这些连络效果促使了好意思国DeVoe-Raynolds公司在1947年进行了第一次具有工业坐褥价值的环氧树脂制造,而况指出在一些格外领域它是一种性能优于酚醛和聚酯的新式树脂。不久,瑞士的Ciba公司、好意思国的Shell以及DowChemical公司齐运行了环氧树脂的工业化坐褥及讹诈设备职责。那时环氧树脂在金属材料的粘接和防腐涂料等讹诈方面已有了冲破,于是环氧树脂行为一个行业闹热地发展起来了。

环氧树脂大规模坐褥和讹诈如故从1948年以后接踵运行的。1955年,四种基本环氧树脂在好意思国取得了坐褥许可证。DowChemical公司设备了环氧树脂坐褥线。由于它具有一系列优良的性能,是以在工业上发展很快,不仅产量连忙增多,而且新品种不休泄漏。1956年好意思国联碳公司设备得手脂环族环氧树脂,1959年DowChemical公司设备得手热塑性酚醛型环氧树脂；1960年前后,还接踵出现了卤代环氧树脂和聚烯烃环氧树脂,以后又接踵出现了多官能酚缩水甘油醚以偏激他许多新式结构的环氧树脂,如含五元环的海因环氧、酚酞环氧和含有聚芳杂环结构的环氧树脂。

我国环氧树脂连络职责运行于1956年,在沈阳和上海两地当先取得手利,1958年上海运行工业化坐褥,以后不仅产量连忙增多,而且新品种不休泄漏。到20世纪70年代末,我国已造成了从合成单体、树脂、固化剂等较完善的科学连络、坐褥销售与设备讹诈的工业体系。高出是修订绽开以后,由于环氧树脂具有一系列优异的粘接、耐腐蚀、电断气缘、高强度等性能,它已被世俗地讹诈于多种金属与非金属的粘接、耐腐蚀涂料、电断气缘材料、玻璃钢/复合材料等的制造。它在电子、电气、机械制造、化工防腐、航空航天、船舶运载偏激他许多工业领域中起到越来越紧迫的作用,已成为各工业领域中弗成枯竭的基础材料。当今环氧树脂正朝着“高纯化,笼统化,专用化,系列化,配套化,功能化”六个方位发展,以此来野蛮各个行业对环氧树脂淡薄的不同的性能需求。

1.2环氧树脂的界说

由两个碳原子与一个氧原子造成的环称为环氧环或环氧基,含这种三元环的化合物统称为环氧化合物(epoxide)。最精真金不怕火的环氧化合物是环氧乙烷。

环氧乙烷通过离子型团聚可得到热塑性的聚氧化乙烯树脂(polyethyleneoxide),这种树脂被称为环氧树脂。

环氧树脂是一个分子中含有两个以上环氧基,并在适应的化学试剂存鄙人能造成三维交联汇集状固化物的化合物总称。环氧树脂的种类好多,其分子量属低聚物(oligomer)范围,为差异于固化后的环氧树脂,无意也把它称为环氧低聚物。

1.3环氧树脂的分类

环氧树脂的种类好多,且在不休地发展,因此,明确地进行分类是艰辛的。按化学结构分类在类推固化树脂的化学及力学性能连络等方面是便利的。

1.3.1按化学结构分类

环氧树脂按化学结构可省略分为以下几类。

(1)缩水甘油醚类其中的双酚A缩水甘油醚树脂简称为双酚A型环氧树脂,是讹诈最世俗的环氧树脂,其化学结构式为：

双酚F型环氧树脂,其化学结构式为：

双酚S型环氧树脂,其化学结构式为：

氢化双酚A型环氧树脂,其化学结构式为：

酚醛型环氧树脂,其化学结构式为：

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脂肪族缩水甘油醚树脂,其化学结构式为：

溴代环氧树脂,其化学结构式为：

(2)缩水甘油酯类邻苯二甲酸二缩水甘油酯等,其化学结构式为：

(3)缩水甘油胺类其通式为：

其中四缩水甘油二氨基二苯甲烷结构式为：

(4)脂环族环氧树脂其化学结构式为：

(5)环氧化烯烃类其化学结构式为：

(6)新式环氧树脂

海因环氧树脂,其化学结构式为：

酰亚胺环氧树脂,其化学结构式为：

含无机元素等的其他环氧树脂,如有机硅环氧树脂以及有机铁环氧树脂等。

1.3.2按状况分类

在实质使用上,按在室温条款下所呈现的状况来分类是很紧迫的。这么环氧树脂可分为液态环氧树脂和固态环氧树脂。属于液态环氧树脂的只是是一小部分低分子量树脂,如通用型DGEBA,n值为0.7以下,在室温下呈现为黏稠的液体,行为无溶剂成膜材料使用的等于此类环氧树脂。固态环氧树脂昔时以薄片状来使用。此地方说的固态环氧树脂不是B阶段化树脂,这类树脂供粉末涂料的黏料和固态成型材料使用。

1.3.3按制造步调分类

①由环氧氯丙烷与相应的醇、酚、酸、酸缩合而成,如1.3.1中所述的前三类属于此类。

②由过氧酸(昔时用过乙酸)与烯类化合物的双键加成而得到,如1.3.1中所述的脂环族环氧树脂和环氧化烯烃类树脂。

1.4环氧树脂的产量与讹诈

据不齐备统计,2009年,全寰宇坐褥环氧树脂300万吨；中国坐褥环氧树脂110万吨。

环氧树脂具有优异的粘接、防腐蚀、成型性和热牢固性等性能,在力学、热、电气和耐化学药品质方面的性能绝顶优胜。由于有这些机能和性能,它不错行为涂料、胶黏剂和成型材料,并在电气、电子、光学机械、工程时刻、土木建筑及文学用品制造等领域中得到了世俗的讹诈。现将几种讹诈形式列于表1-1中。从表1-1可见,环氧树脂的讹诈领域十分世俗,以径直或迤逦的使用形式险些弥远扫数工业领域。

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