1簡介
分類
雙酚A型環(huán)氧樹脂分子式
環(huán)氧樹脂的種類繁多,為了區(qū)別起見,常在環(huán)氧樹脂的前面加上不同
單體的名稱。如二酚基丙烷(簡稱
雙酚A)環(huán)氧樹脂(由雙酚A和環(huán)氧氯丙烷制得);甘油環(huán)氧樹脂(由
甘油和
環(huán)氧氯丙烷制得);丁烯環(huán)氧樹脂(由
聚丁烯氧化而得);環(huán)戊二烯環(huán)氧樹脂(由二環(huán)戊二烯環(huán)氧化制得)。此外,對于同一類型的環(huán)氧樹脂,也根據(jù)它們的黏度和環(huán)氧值的不同而分成不同的牌號,因此它們的性能和用途也有所差異。目前應(yīng)用最廣泛的是雙酚A型環(huán)氧樹脂的一些牌號,通常所說的環(huán)氧樹脂就是指雙酚A型環(huán)氧樹脂。
是
環(huán)氧樹脂中產(chǎn)量、使用最廣的一種品種,因?yàn)樗泻芨叩耐该鞫?,也是由雙酚A和
環(huán)氧氯丙烷在
氫氧化鈉存在下反應(yīng)生成的:式中:n一般在0~25之間。根據(jù)
相對分子質(zhì)量大小,環(huán)氧樹脂可以分成各種型號。一般低相對分子質(zhì)量環(huán)氧樹脂的n平均值小于2,軟化點(diǎn)低于50℃,也成為軟環(huán)氧樹脂;中等相對分子質(zhì)量環(huán)氧樹脂的n值在2~5之間,軟化點(diǎn)在50~95℃之間;而n大于5的樹脂(
軟化點(diǎn)在100℃以上)稱為高相對分子質(zhì)量樹脂。
用途
雙酚A型環(huán)氧樹脂在防腐蝕領(lǐng)域中常用的幾種形式:
◆環(huán)氧類涂料
◆環(huán)氧樹脂玻璃鋼
◆環(huán)氧樹脂膠泥、砂漿
◆環(huán)氧樹脂整體地坪
◆環(huán)氧-酚醛、環(huán)氧-呋喃樹脂復(fù)合玻璃鋼
雙酚A型環(huán)氧樹脂
2固化原理
在環(huán)氧樹脂的結(jié)構(gòu)中有羥基(〉CH—OH)、醚基(—O—)和極為活潑的環(huán)氧基存在,羥基和醚基有高度的極性,使環(huán)氧分子與相鄰界面產(chǎn)生了較強(qiáng)的分子間作用力,而環(huán)氧基團(tuán)則與介質(zhì)表面(特別是金屬表面)的游離鍵起反應(yīng),形成化學(xué)鍵。因而,環(huán)氧樹脂具有很高的黏合力,用途很廣,商業(yè)上被稱作“萬能膠“。此外,環(huán)氧樹脂還可做涂料、澆鑄、浸漬及模具等用途。但是,環(huán)氧樹脂在未固化前是呈熱塑性的線型結(jié)構(gòu),使用時(shí)必須加入固化劑,固化劑與環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基等反應(yīng),變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的大分子 ,成為不溶且不熔的熱固性成品。環(huán)氧樹脂在固化前相對分子質(zhì)量都不高,只有通過固化才能形成體形高分子。環(huán)氧樹脂的固化要借助固化劑,固化劑的種類很多,主要有多元胺和多元酸,他們的分子中都含有活波氫原子,其中用得最多的是液態(tài)多元胺類,如二亞乙基三胺和三乙胺等。環(huán)氧樹脂在室溫下固化時(shí),還常常需要加些促進(jìn)劑(如多元硫醇),以達(dá)到快速固化的效果。 固化劑的選擇與環(huán)氧樹脂的固化溫度有關(guān),在通常溫度下固化一般用多元胺和多元硫胺等,而在較高溫度下固化一般選用酸酐和多元酸為固化劑。不同的固化劑,其交聯(lián)反應(yīng)也不同。
3化學(xué)結(jié)構(gòu)
環(huán)氧樹脂的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域中,其最終的使用性能是由環(huán)氧樹脂固化物提供的。環(huán)氧樹脂固化物的性能取決于固化物的分子結(jié)構(gòu)。而固化物的分子結(jié)構(gòu)及其形成則取決于環(huán)氧樹脂的結(jié)構(gòu)及性能、固化劑的結(jié)構(gòu)及性能、添加劑的結(jié)構(gòu)及性能,以及環(huán)氧樹脂的固化歷程。雙酚A型環(huán)氧樹脂的結(jié)構(gòu)對環(huán)氧樹脂及其固化物性能的影響如下:
雙酚A型酚醛環(huán)氧樹脂
1、雙酚A型環(huán)氧樹脂的大分子結(jié)構(gòu)具有以下特征 1)大分子的兩端是反應(yīng)能力很強(qiáng)的環(huán)氧基
2)分子主鏈上有許多醚鍵,是一種線型聚醚結(jié)構(gòu)
3)n值較大的樹脂分子鏈上有規(guī)律地、相距較遠(yuǎn)地出現(xiàn)許多
仲羥基,可以看成是一種長鏈多元醇
4)主鏈上還有大量苯環(huán)、次甲基和異丙基
2、雙酚A型環(huán)氧樹脂的各結(jié)構(gòu)單元賦予樹脂功能 1)環(huán)氧基和羥基賦予樹脂反應(yīng)性,使樹脂固化物具有很強(qiáng)的內(nèi)聚力和粘接力;
2)醚鍵和羥基是極性基團(tuán),有助于提高浸潤性和粘附力;
3)醚鍵和C-C鍵使大分子具有柔順性;
4)苯環(huán)賦予聚合物以耐熱性和剛性;
5)異丙撐基減小分子間作用力,賦予樹脂一定韌性;
6)-C-O-鍵的鍵能高,從而提高了耐堿性。
4性能特點(diǎn)
雙酚A型環(huán)氧樹脂的分子結(jié)構(gòu)決定了它的性能具有以下特點(diǎn):
1)是熱塑性樹脂,但具有熱固性,能與多種固化劑、催化劑及添加劑形成多種性能優(yōu)異的固化物,幾乎能滿足各種使用要求
2)樹脂的工藝性好。固化時(shí)基本上不產(chǎn)生小分子揮發(fā)物,可低壓成型,能溶于多種溶劑
3)固化物有很高的強(qiáng)度和粘接強(qiáng)度
4)固化物有較高的耐腐蝕性和電性能
5)固化物有一定的韌性和耐熱性
6)主要缺點(diǎn)是:耐熱性和韌性不高,耐濕熱性和耐候性差
5合成原理
雙酚A型環(huán)氧樹脂是由雙酚A和環(huán)氧氯丙烷在堿性催化劑(通常用NaOH)作用下縮聚而成。
合成方法
(1)液態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹脂的合成方法歸納起來大致有兩種:一步法和二步法。一步法又可分為一次加堿法和二次加堿法。二步法又可分為間歇法和連續(xù)法。
(2)固態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹脂的合成方法大體上也可分為兩種:一步法和二步法。一步法又可分為水洗法、溶劑萃取法和溶劑法。二步法又可分為本體聚合法和催化聚合法。
6技術(shù)指標(biāo)
7基本性能
英文名稱:bisphenol A epoxy resins
又稱E型環(huán)氧樹脂,化學(xué)名稱雙酚A二縮水甘油醚,簡稱EP,平均分子量3100~7000。幾乎無色或淡黃色透明黏稠液體或塊(片、粒)狀脆性固體,相對密度1.160。溶于丙酮、甲.乙酮、環(huán)已酮、醋酸乙酯、甲苯、二甲苯、無水乙醇、乙二醇等有機(jī)溶劑??扇?。無毒。
8常見應(yīng)用
用作聚硫密封膠的增黏劑和氯磺化聚乙烯膠黏劑的增黏交聯(lián)劑。還用作聚氨酯膠黏劑的增強(qiáng)劑,其聚氨酯一環(huán)氧膠黏劑的剪切強(qiáng)度15.8MPa比單純聚氨酯膠黏劑的剪切強(qiáng)度(9.0MPa)提高了76%。雙組分聚氨酯膠黏劑中加入少量環(huán)氧樹脂,可明顯提高拉仲剪切強(qiáng)度。