Ⅰ 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。
(1)双酚A环氧树脂的固化机理扩展阅读:
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。
Ⅱ 双酚a型环氧树脂固话后有透水性吗
有一定的透水性或者叫吸水性。
毕竟双酚A型环氧固化后,分子链上的侧羟基会大部分保留下来,不会参与到反应。(这也是环氧树脂粘结性好的原因,侧羟基能和被粘物质表面形成氢键)。
另外,双酚A型环氧与酸酐、胺类固化剂固化后,会生成酯键等。
如上的羟基、酯键等都是极性基团,都具有亲水性。所以环氧树脂固化后不是绝对防水的。会有一定的吸水性和透水性,当然数量不大。
最后要看你的这个树脂产品用在什么地方。如果只是日常的防腐涂料等,这点吸水影响不大。但如果是电子封装领域,则会带来较大的质量隐患。
Ⅲ 双酚A型环氧树脂的合成原理
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。专
合成方法
(1)液态双酚属A型环氧树脂的合成方法归纳起来大致有两种:一步法和二步法。一步法又可分为一次加碱法和二次加碱法。二步法又可分为间歇法和连续法。
(2)固态双酚A型环氧树脂的合成方法大体上也可分为两种:一步法和二步法。一步法又可分为水洗法、溶剂萃取法和溶剂法。二步法又可分为本体聚合法和催化聚合法。
Ⅳ 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。
环氧树脂固化的三个阶段:
液体-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。
凝胶-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。
固体-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。
这时新使用的环氧树脂不能与它进行化学链接,因为该环氧表面必须适当地进行预处理如打磨,才能得到好的粘接机械强度。
拓展资料:
环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称。它是环氧氯丙烷与双酚A或多元醇的缩聚产物。由于环氧基的化学活性,可用多种含有活泼氢的化合物使其开环,固化交联生成网状结构,因此它是一种热固性树脂。双酚A 型环氧树脂不仅产量最大,品种最全,而且新的改性品种仍在不断增加,质量正在不断提高。
环氧树脂的分类目前尚未统一,一般按照强度、耐热等级以及特性分类,环氧树脂的主要品种有16种,包括通用胶、结构胶、耐高温胶、耐低温胶、水中及潮湿面用胶、导电胶、光学胶、点焊胶、环氧树脂胶膜、发泡胶、应变胶、软质材料粘接胶、密封胶、特种胶、潜伏性固化胶、土木建筑胶16种。
Ⅳ 双酚a环氧树脂的合成及其固化注意事项
1、合成:一步法工艺,是把双酚A和环氧氯丙烷在NaOH作用下进行缩聚,即开环和闭环反应在同一反应条件下进行的。
2、注意事项:固化剂用量对成品的机械性能影响很大,必须控制适当。
Ⅵ 环氧氯丙烷和双酚A的聚合机理
一、 环氧树脂的合成概述
1、低分子量环氧树脂(软环氧树脂)将软化点低于50℃(n<2)的环氧树脂称为软环氧树脂,采用两步加减法进行制备。
2、中分子量环氧树脂 将软化点在50℃-95℃之间(n=2-5)的环氧树脂称为中分子量环氧树脂,用一步加减合成法,后处理用溶剂进行萃取。
3、高分子量环氧树脂 将软化点>100℃(n>5)的环氧树脂称为高分子量环氧树脂。
二、 环氧树脂的合成反应机理
(一)环氧树脂的合成反应机理的有好几种解释:
1、认为双酚A与NaOH作用生成酚钠盐,再与环氧氯丙烷(ECH)的氯取代反应,环氧基不被破坏。 由于环氧基活性极强,HO-R-OH可以使环氧基开环加成,因此此法缺乏说服力,无法解释高分子量环氧树脂。
2、认为链增长只在单体与单体之间和分子链与单体间相互作用,忽略了分子链与分子链之间的相互作用,高分子量树脂是靠后期分子链的增长,同时也无法解释低分子树脂的合成。
3、认为开环反应是可递反应,在溶解阶段(70℃)已开始反应;后阶段EVH不起作用,只靠链与链之间作用来实现链增长。 事实,在溶解阶段ECH和BA并不发生反应,而且环氧基与酚基的反应是不可逆的。
(二)环氧树脂的反应机理解释
1、环氧树脂合成反应过程分析
1.1 每个环氧树脂分子不是含有两个CH2-CH-,而是1.2-1.9个环氧基,含0.1-0.2个羟基;氯羟基数目约为环氧基的2-5%。因此,环氧树脂分子中含有环氧基、酚基、氯羟基和二羟基。
1.2 环氧基的开环反应是放热反应,闭环反应是吸热反应,但Hel和NAOH的中和反应是放热的,因此,总反应热效应是放热。
1.3 低分子量树脂,必须加过量环氧聚丙烷,采用两步加碱法。
2、中高分子量树脂的链增长反应
2.1 单体与单体作用
2.2 分子链与单体作用
三、 影响环氧树脂合成的因素
1、原料分子比(ECH/BA)的量越大,对制备低分子量环氧树脂有利。
2、NaOH的量要足够,低分子量树脂用20-30%碱液,中分子量树脂为10%。
3、加料顺序,低分子量树脂采用BA溶于ECH中
Ⅶ 双酚A型环氧树脂的聚合机理属于哪一类
合成双酚A型环氧树脂的聚合机理属于缩聚反应,固化双酚A型环氧树脂的聚合机理属于加聚反应。
Ⅷ 双酚A型环氧树脂块,加入固化剂磨粉,加热使用时烟大!有什么好的处理方法
环氧树脂固化反应是放热反应,而且是个自加速过程。前面反应放热,如果来不及散开,就会使得反应体系温度进一步升高。体系温度升高,反过来就会更进一步加速固化反应,导致放热量更大。
题主所说加热使用时烟大,就是环氧树脂和固化剂反应放热了,随着温度增加,树脂里的小分子物质被加热汽化了。
改进方法
1,增加体系散热能力,比如引入冷却风,或冷却液,降低整个固化体系温度,进而控制升温速度。
2,增大固化体系比表面积,把粉末薄薄的敷一层。比表面积越大,越有利于散热,内部热量不容易聚集。相反,则内部热量很难散发出来,容易使得内部中心点温度过高。
3,换固化剂,选一个活性低反应速度低的固化剂,能有效的降低反应速度。
4,加大填料量,降低固化体系中树脂和固化剂占比,能有效降低反应放热量。
不过,说实话,以上几条不见得实用,仅仅只是理论分析。毕竟好多实用场景有很多限制条件,比如换固化剂就不是那么简单一个事,涉及到固化强度等要求。以上回答仅供参考。
Ⅸ 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。