1。1。2 环氧树脂的基本分类
短短几十年的时间,环氧树脂的发展十分迅速,在热固性塑料应用的领域里,环 氧树脂已经成为最重要的一种。到现在为止,环氧树脂已经有几十个不同的种类。而 且,随着科学技术的发展,人们在各个领域中的应用越多,所需要的环氧树脂性能也 会有所不同,所以今后环氧树脂的种类还会不断增加[4]。
环氧树脂品种繁多,主要有两种分类方法:一种是根据化学结构来分;另一种是 根据形态来分[5]。前一种分类方法较为科学,也是普遍适用的分类方法,不过,后一 种分类方法也有实用的地方。
按化学结构分类,也就是按与环氧基(又称缩水甘油基)(glycidyl group)相连 的基团的化学结构分类,因此环氧树脂大致可以分成以下几类:
(1)缩水甘油醚型树脂(Glycidyl ether resins);
(2)缩水甘油脂型树脂(Glycidyl ester resins);
(3)缩水甘油胺型树脂(Glycidyl amine resins);
(4)脂环族环氧化合物(Alicyclic eposides);
(5)线状脂肪族环氧化合物(Alicyclic epoxides)[6]。
1。1。3 各类环氧树脂的特性
(1)双酚 A 型环氧树脂:双酚 A,就是二酚基丙烷,所以也称为二酚基丙烷缩 水甘油醚。在众多的环氧树脂种类中,它的生产成本低,原料易于获取,所以它的产 量最大,占了本国环氧树脂产量的 90%,就算在全世界其产量也高达 75~80%。不仅 如此,它的用途也非常广泛,所以,人们称它为通用型环氧树脂。双酚 A 型环氧树 脂的分子结构如图 1-1 所示:
图 1-1 双酚 A 型环氧树脂结构
从上面的结构式中,很容易就能看出双酚 A 型环氧树脂的特点,这也决定了它 的一些特性:
①虽然它是热塑性树脂,不过也具有热固性。它能与很多不同种类的固化剂、催 化剂以及添加剂发生反应,生成许多具有优良性能的固化物,很多使用需求都能满足;
②具有良好的工艺性。在进行固化的时候,小分子挥发物很少,可以在低压条件 下成型,而且能溶于多种溶剂;论文网
③生成的固化物强度高,粘结强度高,固化变形率低;
④有着优秀的耐腐蚀性能和电性能;
⑤不高的耐热性和韧性,而且有较差的耐湿热性[7]。
(2)双酚 F 型环氧树脂:双酚 A 型环氧树脂本身的粘度较高,为了降低粘度, 同时也使之也具有相同性能,研发出这种新型环氧树脂。利用双酚 F,也就是二酚基 甲烷,在氢氧化钠的作用下,与环氧氯丙烷发生反应,最终得到液态的双酚 F 型环氧 树脂,它的结构如图 1-2 所示:
图 1-2 双酚 F 型环氧树脂结构
双酚 F 型环氧树脂的特性是粘度小,大约只有双酚 A 型环氧树脂的三分之一, 浸润性好。
与双酚 A 型环氧树脂相比,它们的固化物性能十分相似,不过双酚 F 型环氧树 脂的耐热性较低一点,却有更好的耐腐蚀性。液态的双酚 F 型环氧树脂有很多用处, 比如说无溶剂涂料、玻璃钢以及胶粘剂等等。
(3)多酚型缩水甘油醚环氧树脂:这类环氧树脂含有较多的官能团,通常有两 个以上的环氧基分布在分子上,因此,它可以生成交联密度大的固化物,耐热性、强 度都很好,也有较高的耐腐蚀性和耐水性。
(4))脂肪族缩水甘油醚环氧树脂:这是一种在催化剂作用下,通过二元或多元 醇以及环氧氯丙烷的开环醚化,中间产物为氯醇,再结合碱,脱去氯化氢,最终闭环, 生成缩水甘油醚。
它是以直接相连的两个或两个以上的环氧基和脂肪链构成,分子结构中没有环状 结构,也就是说,杂环、苯环以及脂环并不存在于它的分子中。这类树脂的特点是, 粘度较小,有偶水溶性,而且大多数是长链型分子。因为它的链长较长,也具有良好 的柔韧性,但是耐热性就比较差了。