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第三章环氧树脂（Epoxy）3.1引言环氧树脂具有优良的物理机械性能、电绝缘性能、耐化学腐蚀性能、耐热及粘接性能，广泛用于机械电子、化学化工（涂料、粘结剂）、航空航天、汽车、船舶、建筑等工业领域。是应用领域最为广泛的一类热固性树脂。我国现在已经是环氧树脂产量、进口量、消费量最大的国家。2006年我国产量52万吨。预计2010年我国环氧树脂生产能力将达到100万吨，占全球总产能的一半。3.1.1环氧树脂的定义与特征定义：环氧树脂是指分子中含有两个或两个以上环氧基团的一类有机高分子化合物，除个别外，它们的相对分子量都很小。一般在350～500之间。结构特点：分子链中含有活泼的环氧基团。环氧基团可以位于分子链的末端、中间、或成环状结构。CHCHO1、形式多样2、固化方便3、粘附力强4、收缩率低5、机械强度高6、电绝缘性优良7、化学稳定性强8、尺寸稳定性好3.1.2环氧树脂的性能与特点2、固化方便固化剂种类多、固化方便是EP的一大特色。固化剂按固化温度可分为：（1）低温和超低温固化剂（＜0℃）（2）室温固化剂（0～25℃）（3）中温固化剂（80～120℃）（4）高温固化剂（160～180℃）可覆盖－5℃～180℃的温度范围。3、粘附力强EP分子中含有大量极性羟基和醚键，对各种物质均有很高的粘结力。除了聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯不能直接用EP粘结外，对绝大多数的金属和非金属都有很好的粘结性，有“万能胶”之称。它与许多非金属材料（如玻璃、陶瓷、木材）的粘结强度往往超过材料本身的强度，是结构胶粘剂的主要成分之一。4、收缩率低环氧树脂的固化是通过加成方式进行的，固化过程中没有水和其它挥发性副产物放出。另外，环氧树脂本身具有仲羟基，再加上环氧基固化时派生的部分残留羟基，它们的氢键缔合作用使分子排列紧密，因此环氧树脂的固化收缩率是热固性树脂中最低的品种之一，一般为1～2％。5、机械强度高固化后的环氧树脂具有很强的内聚力，而分子结构致密，所以其机械强度明显高于酚醛树脂和不饱和聚酯树脂。如树脂浇铸体的弯曲强度：EP:120~140MPaUP:80-100MPaPH:60-90MPa6、电绝缘性优良固化后的环氧树脂吸水率低，不再具有活性基团和游离的离子，因此具有优异的电绝缘性能。另外，EP组分单一、纯度高。体积电阻率（ρv）1×1013～15介电常数（ε）3～4介质损耗角正切（tgδ）＜0.0047、化学稳定性强固化后的环氧树脂主链是醚键和苯环、三向交联结构致密又封闭，因此具有具有优异的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性，性能优于UP和PH。8、尺寸稳定性好上述性能的综合，使得固化后环氧树脂体系具有突出的尺寸稳定性和耐久性。3.1.3环氧树脂的分类按合成方法主要分两类：1.含活泼氢的化合物与环氧氯丙烷反应2.含不饱和双键的化合物经过过醋酸或过氧化氢进行环氧化。从分子结构上可分为五大类：1.缩水甘油醚类4.脂肪族环氧2.缩水甘油酯类5.脂环族环氧3.缩水甘油胺类ORCH2CHOCH21.缩水甘油醚类COROCH2CHOCH22.缩水甘油酯类RNCH2CHOCH2R'3.缩水甘油胺类CHCHCHOCHRR'R''4.脂肪族环氧OCHCHCHCHO5.脂环族环氧课前回顾1、什么是环氧树脂？其结构特点是什么？2、环氧树脂的性能特点有哪些？其中最重要的特点是什么？为什么？3、环氧树脂的合成方法有哪几种？4、环氧树脂从分子结构上可分为哪几类？分别属于哪一种合成方法？5、缩水甘油醚类环氧树脂中最主要且产量最大的是什么环氧？它有哪两类物质反应得到？3.1.4二酚基丙烷型环氧树脂1、主要原料（1）二酚基丙烷-双酚A（2）环氧氯丙烷：非常活泼，可与多种试剂进行反应。CCH3CH3OOHHCH2CHCH2OCl①与胺类反应H2HCH2OCHCH2ClRNRNCH2OHCHCH2Cl+②与羟基反应OHOCH2OCHCH2ClCH2OHCHCH2Cl+CH2OCHCH2ClROHROCH2OHCHCH2Cl+催化剂③水解反应CH2OCHCH2ClH2OOH-HOCH2OHCHCH2ClH2OOH-HOCH2OHCHCH2OHCH2OCHCH2ClH2OH+HOCH2OHCHCH2ClCH2CHCH2ClNaClH2OOClCH2OHCHCH2ClNaOH+++CH2CHCH2OClHClCH2ClOHCHCH2Cl+④与羧酸反应CH2CHCH2OClRCOOHRCOOCH2OHCHCH2Cl+⑤聚合反应CH2CHCH2OClCH2OCHCH2Clnn3.1.5环氧树脂的命名方法1.代号与型号主要有E、F、R（二氧化双环戊二烯环氧）等。型号“E-51”表征的意义。2.主要指标环氧值或环氧当量。环氧值：100g环氧树脂中含有环氧基团的物质的量（或克当量数）。环氧当量：含有1克当量环氧基的环氧树脂的克数。环氧值×环氧当量＝100表征意义：反应活性，相对分子量的大小