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  示申言舌kane 2011-02-09 00:00:00

  類型分類 根據(jù)分子結(jié)構(gòu)，環(huán)氧樹脂大體上可分為五大類： 1、 縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂 2、 縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂 3、 縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂 4、 線型脂肪族類環(huán)氧樹脂 5、 脂環(huán)族類環(huán)氧樹脂 復(fù)合材料工業(yè)上使用量Z大的環(huán)氧樹脂品種是上述diyi類縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂，而其中又以二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂（簡(jiǎn)稱雙酚A型環(huán)氧樹脂）為主。其次是縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂。 1、 縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂 縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂是由含活潑氫的酚類或醇類與環(huán)氧氯丙烷縮聚而成的。 （1）二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂 二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂是由二酚基丙烷與環(huán)氧氯丙烷縮聚而成。 工業(yè)二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂實(shí)際上是含不同聚合度的分子的混合物。其中大多數(shù)的分子是含有兩個(gè)環(huán)氧基端的線型結(jié)構(gòu)。少數(shù)分子可能支化，極少數(shù)分子終止的基團(tuán)是氯醇基團(tuán)而不是環(huán)氧基。因此環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基含量、氯含量等對(duì)樹脂的固化及固化物的性能有很大的影響。 工業(yè)上作為樹脂的控制指標(biāo)如下： ①環(huán)氧值。環(huán)氧值是鑒別環(huán)氧樹脂性質(zhì)的Z主要的指標(biāo)，工業(yè)環(huán)氧樹脂型號(hào)就是按環(huán)氧值不同來區(qū)分的。環(huán)氧值是指每100g樹脂中所含環(huán)氧基的物質(zhì)的量數(shù)。環(huán)氧值的倒數(shù)乘以100就稱之為環(huán)氧當(dāng)量。環(huán)氧當(dāng)量的含義是：含有1mol環(huán)氧基的環(huán)氧樹脂的克數(shù)。 ②無機(jī)氯含量。樹脂中的氯離子能與胺類固化劑起絡(luò)合作用而影響樹脂的固化，同時(shí)也影響固化樹脂的電性能，因此氯含量也環(huán)氧樹脂的一項(xiàng)重要指標(biāo)。 ③有機(jī)氯含量。樹脂中的有機(jī)氯含量標(biāo)志著分子中未起閉環(huán)反應(yīng)的那部分氯醇基團(tuán)的含量，它含量應(yīng)盡可能地降低，否則也要影響樹脂的固化及固化物的性能。 ④揮發(fā)分。 ⑤粘度或軟化點(diǎn)。 （2）酚醛多環(huán)氧樹脂 酚醛多環(huán)氧樹脂包括有苯酚甲醛型、鄰甲酚甲醛型多環(huán)氧樹脂，它與二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂相比，在線型分子中含有兩個(gè)以上的環(huán)氧基，因此固化后產(chǎn)物的交聯(lián)密度大，具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能、電絕緣性、耐水性和耐腐蝕性。它們是由線型酚醛樹脂與環(huán)氧氯丙烷縮聚而成的。 （3）其它多羥基酚類縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂 這類樹脂中具有實(shí)用性的代表有：間苯二酚型環(huán)氧樹脂、間苯二酚-甲醛型環(huán)氧樹脂、四酚基乙烷型環(huán)氧樹脂和三羥苯基甲烷型環(huán)氧樹脂，這些多官能縮水甘油醚樹脂固化后具有高的熱變形溫度和剛性，可單獨(dú) 或者與通用E型樹脂共混，供作高性能復(fù)合材料（ACM）、印刷線路板等基體材料。 （4）脂族多元醇縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂 脂族多元醇縮水甘油醚分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的環(huán)氧基，這類樹脂絕大多數(shù)粘度很低；大多數(shù)是長(zhǎng)鏈線型分子，因此富有柔韌性。 2、其它類型環(huán)氧樹脂 （1）縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂 縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂和二酚基丙烷環(huán)氧化樹脂比較，它具有粘度低，使用工藝性好；反應(yīng)活性高；粘合力比通用環(huán)氧樹脂高，固化物力學(xué)性能好；電絕緣性好；耐氣候性好，并且具有良好的耐超低溫性，在超低溫條件下，仍具有比其它類型環(huán)氧樹脂高的粘結(jié)強(qiáng)度。有較好的表面光澤度，透光性、耐氣候性好。 （2）縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂 這類樹脂的優(yōu)點(diǎn)是多官能度、環(huán)氧當(dāng)量高，交聯(lián)密度大，耐熱性顯著提高。上前國內(nèi)外已利用縮水甘油胺環(huán)氧樹脂優(yōu)越的粘接性和耐熱性，來制造碳纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料（CFRP）用于飛機(jī)二次結(jié)構(gòu)材料。 （3）脂環(huán)族環(huán)氧樹脂 這類環(huán)氧樹脂是由脂環(huán)族烯烴的雙鍵經(jīng)環(huán)氧化而制得的，它們的分子結(jié)構(gòu)和二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂及其它環(huán)氧樹脂有很大差異，前者環(huán)氧基都直接連接在脂環(huán)上，而后者的環(huán)氧基都是以環(huán)氧丙基醚連接在苯核或脂肪烴上。脂環(huán)族環(huán)氧樹脂的固化物具有以下特點(diǎn)：①較高的壓縮與拉伸強(qiáng)度；②長(zhǎng)期暴置在高溫條件下仍能保持良好的力學(xué)性能；③耐電弧性、耐紫外光老化性能及耐氣候性較好。 （4）脂肪族環(huán)氧樹脂 這類環(huán)氧樹脂分子結(jié)構(gòu)里不僅無苯核，也無脂環(huán)結(jié)構(gòu)。僅有脂肪鏈，環(huán)氧基與脂肪鏈相連。環(huán)氧化聚丁二烯樹脂固化后的強(qiáng)度、韌性、粘接性、耐正負(fù)溫度性能都良好。 使用指南 環(huán)氧樹脂及環(huán)氧樹脂膠粘劑本身無毒，但由于在制備過程中添加了溶劑及其它有毒物，因此不少環(huán)氧樹脂因此“有毒”，近年國內(nèi)環(huán)氧樹脂業(yè)正通過水性改性、避免添加等途徑，保持環(huán)氧樹脂“無毒”本色。目前絕大多數(shù)環(huán)氧樹脂涂料為溶劑型涂料，含有大量的可揮發(fā)有機(jī)化合物(VOC)，有毒、易燃，因而對(duì)環(huán)境和人體造成危害。 環(huán)氧樹脂一般和添加物同時(shí)使用，以獲得應(yīng)用價(jià)值。添加物可按不同用途加以選擇，常用添加物有以下幾類：（1）固化劑；（2）改性劑；（3）填料；（4）稀釋劑；（5）其它。 其中固化劑是必不可少的添加物，無論是作粘接劑、涂料、澆注料都需添加固化劑，否則環(huán)氧樹脂不能固化。 由于用途性能要求各不相同，對(duì)環(huán)氧樹脂及固化劑、改性劑、填料、稀釋劑等添加物也有不同的要求?，F(xiàn)將它們的選擇方法簡(jiǎn)介于下： （一）環(huán)氧樹脂的選擇 1、 從用途上選擇 作粘接劑時(shí)Z好選用中等環(huán)氧值（0.25-0.45）的樹脂，如6101、634；作澆注料時(shí)Z好選用高環(huán)氧值（>0.40）的樹脂，如618、6101；作涂料用的一般選用低環(huán)氧值（<0.25）的樹脂，如601、604、607、609等。 2、 從機(jī)械強(qiáng)度上選擇 環(huán)氧值過高的樹脂強(qiáng)度較大，但較脆；環(huán)氧值中等的高低溫度時(shí)強(qiáng)度均好；環(huán)氧值低的則高溫時(shí)強(qiáng)度差些。因?yàn)閺?qiáng)度和交聯(lián)度的大小有關(guān)，環(huán)氧值高固化后交聯(lián)度也高，環(huán)氧值低固化后交聯(lián)度也低，故引起強(qiáng)度上的差異。 3、 從操作要求上選擇 不需耐高溫，對(duì)強(qiáng)度要求不大，希望環(huán)氧樹脂能快干，不易流失，可選擇環(huán)氧值較低的樹脂；如希望滲透性也，強(qiáng)度較好的，可選用環(huán)氧值較高的樹脂。 （二）、固化劑的選擇 1、固化劑種類： 常用環(huán)氧樹脂固化劑有脂肪胺、脂環(huán)胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、樹脂類、叔胺，另外在光引發(fā)劑的作用下紫外線或光也能使環(huán)氧樹脂固化。常溫或低溫固化一般選用胺類固化劑，加溫固化則常用酸酐、芳香類固化劑。 環(huán)氧值是鑒定環(huán)氧樹脂質(zhì)量的Z主要指標(biāo)，環(huán)氧樹脂的型號(hào)劃分就是根據(jù)環(huán)氧值的不同來區(qū)分的。環(huán)氧值是指100克樹脂中所含環(huán)氧基的克當(dāng)量數(shù)。 2、固化劑的用量 （1）胺類作交聯(lián)劑時(shí)按下式計(jì)算： 胺類用量=MG/Hn 式中： M=胺分子量 Hn=含活潑氫數(shù)目 G=環(huán)氧值（每100克環(huán)氧樹脂中所含的環(huán)氧當(dāng)量數(shù)） 改變的范圍不多于10-20%，若用過量的胺固化時(shí)，會(huì)使樹脂變脆。若用量過少則固化不完善。 （2）用酸酐類時(shí)按下式計(jì)算： 酸酐用量=MG（0.6~1）/100式中： M=酸酐分子量 G=環(huán)氧值（0.6~1）為實(shí)驗(yàn)系數(shù) 3、 選擇固化劑的原則：固化劑對(duì)環(huán)氧樹脂的性能影響較大，一般按下列幾點(diǎn)選擇。 （1）、從性能要求上選擇：有的要求耐高溫，有的要求柔性好，有的要求耐腐蝕性好，則根據(jù)不同要求選用適當(dāng)?shù)墓袒瘎? （2）、從固化方法上選擇：有的制品不能加熱，則不能選用熱固化的固化劑。 （3）、從適用期上選擇：所謂適用期，就是指環(huán)氧樹脂加入固化劑時(shí)起至不能使用時(shí)止的時(shí)間。要適用期長(zhǎng)的，一般選用酸酐類或潛伏性固化劑。 （4）、從安全上選擇：一般要求毒性小的為好，便于安全生產(chǎn)。 （5）、從成本上選擇。 （三）、改性劑的選擇 改性劑的作用是為了改善環(huán)氧樹脂的鞣性、抗剪、抗彎、抗沖、提高絕緣性能等。常用改性劑有： （1）、聚硫橡膠：可提高沖擊強(qiáng)度和抗剝性能。 （2）、聚酰胺樹脂：可改善脆性，提高粘接能力。 （3）、聚乙烯醇叔丁醛：提高抗沖擊鞣性。 （4）、橡膠類：提高抗沖擊鞣性。 （5）、酚醛樹脂類：可改善耐溫及耐腐蝕性能。 （6）、聚酯樹脂：提高抗沖擊鞣性。 （7）、尿醛三聚氰胺樹脂：增加抗化學(xué)性能和強(qiáng)度。 （8）、糠醛樹脂：改進(jìn)靜彎曲性能，提高耐酸性能。 （9）、乙烯樹脂：提高抗剝性和抗沖強(qiáng)度。 （10）、異氰酸酯：降低潮氣滲透性和增加抗水性。 （11）、硅樹脂：提高耐熱性。 聚硫橡膠等的用量可以在50-300%之間，需加固化劑；聚酰胺樹脂、酚醛樹脂用量一般為50-，聚酯樹脂用量一般在20-30%，可以不再另外加固化劑，也可以少量加些固化劑促使反應(yīng)快些。 一般說來改性劑用量越多，柔性就愈大，但樹脂制品的熱變形溫度就相應(yīng)下降。 為改善樹脂的柔性，也常用增韌劑如：鄰苯二甲酸二丁酯或鄰苯二甲酸二辛酯。 （四）、填料的選擇 填料的作用是改善制品的一些性能，并改善樹脂固化時(shí)的散熱條件，用了填料也可以減少環(huán)氧樹脂的用量，降低成本。因用途不同可選用不同的填料。其大小Z好小于100目，用量視用途而定。常用填料簡(jiǎn)介如下： 填料名稱 作用 石棉纖維、玻璃纖維 增加韌性、耐沖擊性 石英粉、瓷粉、鐵粉、水泥、金剛砂 提高硬度 氧化鋁、瓷粉 增加粘接力，增加機(jī)械強(qiáng)度 石棉粉、硅膠粉、高溫水泥 提高耐熱性 石棉粉、石英粉、石粉 降低收縮率 鋁粉、銅粉、鐵粉等金屬粉末 增加導(dǎo)熱、導(dǎo)電率 石墨粉、滑石粉、石英粉 提高抗磨性能及潤滑性能 金剛砂及其它磨料 提高抗磨性能 云母粉、瓷粉、石英粉 增加絕緣性能 各種顏料、石墨 具有色彩 另外據(jù)資料報(bào)導(dǎo)適量（27-35%）P、AS、Sb、Bi、Ge、Sn、Pb的氧化物添加在樹脂中能在高熱度、壓力下保持粘接性。 （五）、稀釋劑的選擇 其作用是降低粘度，改善樹脂的滲透性。稀釋劑可分惰性及活性二大類，用量一般不超過30%。常用稀釋劑如下： 活性稀釋劑 名稱 牌號(hào) 用途 備注 二縮水甘油醚 600 ~30% 需多加計(jì)算量固化劑 多縮水甘油醚 630 同上 同上 環(huán)氧丙烷丁基醚 660 ~15% 同上 環(huán)氧丙烷苯基醚 690 同上 同上 二環(huán)氧丙烷乙基醚669 同上 同上 三環(huán)氧丙烷丙基醚662 同上 同上 惰性稀釋劑 名稱 用量 備注 二甲苯 ~15% 不需多加固化劑 甲苯 同上 同上 苯 同上 同上 丙酮 同上 同上 在加入固化劑之前，必須對(duì)所使用的樹脂、固化劑、填料、改性劑、稀釋劑等所有材料加以檢查，應(yīng)符合以下幾點(diǎn)要求： （1）、不含水份：含水的材料首先要烘干，含少量水的溶劑應(yīng)盡量少用。 （2）、純度：除水份以外的雜質(zhì)含量Z好在1%以下，若雜質(zhì)在5-25%時(shí)雖也可使用權(quán)，但須增加配方的百分比。少量使用時(shí)用試劑級(jí)較好。 （3）、了解各材料是否失效。 在缺少驗(yàn)收條件的廠，使用前Z好按配方做個(gè)小樣試驗(yàn)。 (六）、固化的三個(gè)階段 1. 液體-操作時(shí)間 操作時(shí)間（也是工作時(shí)間或使用期）是固化時(shí)間的一部份，混合之后，樹脂/固化劑混合物仍然是液體和可以工作及適合應(yīng)用。為了保證可靠的粘接，全部施工和定位工作應(yīng)該在固化操作時(shí)間內(nèi)做好。 2.凝膠-進(jìn)入固化 混合物開始進(jìn)入固化相（也稱作熟化階段），這時(shí)它開始凝膠或“突變”。這時(shí)的環(huán)氧沒有長(zhǎng)時(shí)間的工作可能，也將失去粘性。在這個(gè)階段不能對(duì)其進(jìn)行任何干擾。它將變成硬橡膠似的軟凝膠物，你用大拇指將能壓得動(dòng)它。 因?yàn)檫@時(shí)混合物只是局部固化，新使用的環(huán)氧樹脂仍然能與它化學(xué)鏈接，因此該未處理的表面仍然可以進(jìn)行粘接或反應(yīng)。無論如何，接近固化的混合物這些能力在減小 3. 固體-Z終固化 環(huán)氧混合物達(dá)到固化變成固體階段，這時(shí)能砂磨及整型。這時(shí)你用大拇指已壓不動(dòng)它，在這時(shí)環(huán)氧樹脂約有90%的Z終反應(yīng)強(qiáng)度，因此可以除去固定夾件，將它放在室溫下維持若干天使它繼續(xù)固化。 這時(shí)新使用的環(huán)氧樹脂不能與它進(jìn)行化學(xué)鏈接，因此該環(huán)氧表面必須適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行預(yù)處理如打磨，才能得到好的粘接機(jī)械強(qiáng)度

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