環(huán)氧樹(shù)脂的性質(zhì)詳情介紹

環(huán)氧樹(shù)脂都含有環(huán)氧基，因此環(huán)氧樹(shù)脂及其固化物的性能相似，但環(huán)氧樹(shù)脂的種類繁多，不同種類的環(huán)氧樹(shù)脂碳架結(jié)構(gòu)有較大的差別，其性質(zhì)有一定的差別。同一種類、不同牌號(hào)的環(huán)氧樹(shù)脂因相對(duì)分子質(zhì)量、分子量分布差異，其粘度、軟化點(diǎn)、化學(xué)反應(yīng)性等理化性質(zhì)也有一定差異。即使同一種類同一牌號(hào)的環(huán)氧樹(shù)脂，其固化物的性質(zhì)也因固化劑及固化工藝的不同而有所不同

一般來(lái)說(shuō)，作為目前應(yīng)用*廣的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂，其分子中的雙酚A骨架提供強(qiáng)韌性和耐熱性，亞甲基鏈賦予柔軟性，醚鍵賦予耐化學(xué)物品性，羥基賦予反應(yīng)性和粘接性。雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂與雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂性質(zhì)相似，只不過(guò)其粘度比雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂低得多，適合做無(wú)溶劑涂料。雙酚S型環(huán)氧樹(shù)脂也與雙酚型A型環(huán)氧樹(shù)脂相似，其粘度比雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂略高，其特點(diǎn)是固化物具有比雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂固化物更高的熱變型溫度和更好的耐熱性能，氫化雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的特點(diǎn)是樹(shù)脂的黏度非常低，但凝膠時(shí)間比雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂凝膠時(shí)間長(zhǎng)兩倍多，其固化物的特點(diǎn)是耐候性好，可用于耐候性的防腐蝕涂料。酚醛環(huán)氧樹(shù)脂主要包括苯酚線性酚醛環(huán)氧樹(shù)脂和鄰甲酚線性酚醛環(huán)氧樹(shù)脂，其特點(diǎn)是每分子的環(huán)氧樹(shù)脂官能度大于2，可使涂料的交聯(lián)密度大，固化物耐化學(xué)物品型、耐腐蝕性以及耐熱性比雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂好，但漆膜較脆，附著力稍低，且常常需要較高的固化溫度，常用作集成電路和電子電路、電子元器件的封裝材料。溴化環(huán)氧樹(shù)脂因分子中含有阻燃元素，因此其阻燃性能高，可作為阻燃型環(huán)氧樹(shù)脂使用，常用于印刷電路板、層壓板等。脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂因?yàn)槠洵h(huán)氧樹(shù)脂基直接連在脂環(huán)上，因此其固化物比縮水甘油型環(huán)氧樹(shù)脂固化物更穩(wěn)定，表現(xiàn)在良好的熱穩(wěn)定性、耐紫外線性好、樹(shù)脂本身的黏度低，缺點(diǎn)是固化物的韌性較差，這類樹(shù)脂在涂料中應(yīng)用較少，主要用作防紫外線老化涂料。

環(huán)氧樹(shù)脂作為一種熱固性樹(shù)脂具有良好的點(diǎn)絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性、粘接性、加工性等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于建筑、機(jī)械、電子電氣、航天航空等領(lǐng)域。但環(huán)氧樹(shù)脂含有大量的環(huán)氧基團(tuán)，固化后交聯(lián)密度大，內(nèi)應(yīng)力高，質(zhì)脆，耐沖擊性、耐開(kāi)裂性、耐候性和耐濕熱性較差，因而難以滿足工程技術(shù)的要求，其應(yīng)用受到一定的限制。近年來(lái)，結(jié)構(gòu)粘結(jié)材料、封裝材料纖維增強(qiáng)材料、層壓板、集成電路等方面要求環(huán)氧樹(shù)脂材料具有更好的綜合性能，如韌性好。內(nèi)部應(yīng)力低，耐熱性、耐水性、耐候性優(yōu)良等，所以對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的改性已成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。

為了增加環(huán)氧樹(shù)脂的韌性，*初人們采用的方法是加入一些增塑劑、增柔劑，但這些低分子物質(zhì)會(huì)大大降低材料的耐熱性、硬度、模量及電性能。從20世紀(jì)60年開(kāi)始，國(guó)內(nèi)外普遍開(kāi)展了環(huán)氧樹(shù)脂增韌改性的研究工作，以期在熱性能、模具及電性能下降太大的情況下提高環(huán)氧樹(shù)脂的韌性。

耐濕熱改性

要提高環(huán)氧樹(shù)脂的耐濕熱性能，就要減少樹(shù)脂基體分子結(jié)構(gòu)中的極性基團(tuán)，使樹(shù)脂基體與水的相互作用降低從而降低樹(shù)脂基體的吸水率；同時(shí)優(yōu)化復(fù)合材料的成型工藝，較少?gòu)?fù)合材料在成型過(guò)程過(guò)程中產(chǎn)生的微孔、微裂紋、自由體積等也能提高其耐濕熱性能。增大交聯(lián)度，因其耐熱基團(tuán)如引入亞氨基、異氰酸酯基、嗯唑烷酮等，以及形成互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)是提高耐熱性的重要手段。用含有端氨基的苯胺二苯醚樹(shù)脂作固化劑改性環(huán)氧樹(shù)脂，得到的復(fù)合材料在空氣氣氛中的初始分解溫度高，耐濕熱性能好。

阻燃改性

環(huán)氧樹(shù)脂的阻燃性能較差，為改善其阻燃性，通常在環(huán)氧樹(shù)脂中引入鹵素、氮、磷、硼以及硅的固化劑來(lái)固化環(huán)氧樹(shù)脂，也可以對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行結(jié)構(gòu)改性，在環(huán)氧樹(shù)脂分子中引入阻燃元素。溴化的酚醛型環(huán)氧樹(shù)脂可作為封裝材料用環(huán)氧樹(shù)脂的反應(yīng)性阻燃劑。由于氟原子電負(fù)性大，與碳原子結(jié)合鍵能高，氟原子間的斥力很大，高分子鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)困難，因此含氟環(huán)氧樹(shù)脂具有優(yōu)異的耐腐蝕性、電絕緣性、憎水性、抗污性，對(duì)被粘物浸潤(rùn)性好。

化學(xué)改性

通過(guò)改變環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)，在環(huán)氧樹(shù)脂分子中引入一些化學(xué)基團(tuán)，來(lái)改進(jìn)環(huán)氧樹(shù)脂的性能，拓寬其應(yīng)用的范圍。如用丙烯酸或甲基丙烯酸與環(huán)氧樹(shù)脂中的部分環(huán)氧基反應(yīng)，在分子保留部分環(huán)氧基的同時(shí)引入碳雙鍵，使改性后的環(huán)氧樹(shù)脂既具有光敏特性，又保留環(huán)氧樹(shù)脂的一些優(yōu)良特性。或在分子中引入一些親水性基團(tuán)，將環(huán)氧樹(shù)脂改性為水性環(huán)氧樹(shù)脂，使改性后的環(huán)氧樹(shù)脂具有水分散性。

水性環(huán)氧樹(shù)脂

傳統(tǒng)的環(huán)氧樹(shù)脂難溶于水，只能溶于芳烴類、酮類及醇類等有機(jī)溶劑，必須用有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)，將環(huán)氧樹(shù)脂配成一定濃度、一定粘度的樹(shù)脂涂料才能使用。用有機(jī)溶劑作分散介質(zhì)來(lái)稀釋環(huán)氧樹(shù)脂不僅成本高，而且在使用過(guò)程中，有機(jī)揮發(fā)（VOC）對(duì)操作工人身危害極大，對(duì)環(huán)境也會(huì)造成污染，為此，許多國(guó)家先后頒布了嚴(yán)格的限制VOC排放的法規(guī)。開(kāi)發(fā)具有環(huán)保效益的環(huán)氧樹(shù)脂水性技術(shù)成為各國(guó)研究的熱點(diǎn)。從20世紀(jì)70年代，國(guó)外就開(kāi)始研究具有環(huán)境友好特征的水性環(huán)氧樹(shù)脂體系。為適應(yīng)環(huán)保法規(guī)對(duì)VOC的限制，我國(guó)從20世紀(jì)90年代初開(kāi)始水性環(huán)氧體系和水性環(huán)氧涂料的研究開(kāi)發(fā)。水性環(huán)氧樹(shù)脂一代產(chǎn)品是直接用乳化劑進(jìn)行乳化，第二代水性環(huán)氧體系是采用水溶性固化劑乳化油溶性環(huán)氧樹(shù)脂，第三代水性環(huán)氧體系是由美國(guó)殼牌公司多年研究開(kāi)發(fā)成功的，這一體系的環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑都接上了非離子型表面活性劑，乳業(yè)體系穩(wěn)定，由其配制的涂料漆膜可達(dá)到或超過(guò)溶劑型涂料的漆膜性能指標(biāo)。我國(guó)也正在積極進(jìn)行水性環(huán)氧樹(shù)脂體系的技術(shù)開(kāi)發(fā)。