1、實驗5環(huán)氧樹脂的制備、固化及環(huán)氧值測定一、實驗?zāi)康? 了解環(huán)氧樹脂制備的基本原理，掌握環(huán)氧樹脂制備方法。2掌握環(huán)氧樹脂環(huán)氧值測定的方法，并由環(huán)氧值計算制備樹脂的分子量。3 了解環(huán)氧樹脂固化的基本原理。二、實驗原理環(huán)氧樹脂是指含有環(huán)氧基的聚合物，它有多種類型，如環(huán)氧氯丙烷與酚醛縮合物反應(yīng)生 成的酚醛環(huán)氧樹脂，與甘油生成的甘油環(huán)氧樹脂，與二酚基丙烷（雙酚2反應(yīng)生成的二丙 烷環(huán)氧樹脂等。環(huán)氧樹脂預(yù)聚體為主鏈上含醚鍵和仲羥基、端基為環(huán)氧基的預(yù)聚體。其中的醚鍵和仲羥 基為極性集團，可與多種表面之間形成較強的相互作用，而環(huán)氧基則可與介質(zhì)表面的活性基， 特別是無機材料或金屬材料表面的活性基起反應(yīng)形成化學(xué)鍵，

2、產(chǎn)生強力的黏結(jié)，因此環(huán)氧樹 脂具有獨特的黏附力，配制的膠黏劑對多種材料具有良好的粘接性能，常稱“萬能膠”，可 用于涂料，澆鑄，層壓材料，浸漬及模具等。目前使用的環(huán)氧樹脂預(yù)聚體90%以上是由雙酚A與過量的環(huán)氧氯丙烷縮聚而成。改變原料配比、聚合反應(yīng)條件（如反映戒指、溫度及加料順序等），可獲得不同分子量 與軟化點的產(chǎn)物。為使產(chǎn)物分子鏈兩端都帶環(huán)氧基，必須使用過量的環(huán)氧氯丙烷。樹脂中環(huán) 氧基的含量是反映控制和樹脂應(yīng)用的重要參考指標(biāo)，根據(jù)環(huán)氧基的含量可計算產(chǎn)物分子量， 含氧基含量也是計算固化劑用量的依據(jù)。環(huán)氧基含量可用環(huán)氧值或環(huán)氧基的百分含量來描 述。環(huán)氧基的百分含量是指每100g樹脂中所含環(huán)氧基的質(zhì)量

3、。而環(huán)氧值是指每100g環(huán)氧樹 脂所含環(huán)氧基的摩爾數(shù)。環(huán)氧值采用滴定的方法來獲得。環(huán)氧樹脂未固化時為熱塑性的線型結(jié)構(gòu)，使用時必須加入固化劑。環(huán)氧樹脂的固化劑種 類很多，有多元的胺、羧酸、酸酎等。使用多元胺固化時，固化反應(yīng)為多元胺的氨基與環(huán)氧 預(yù)聚體的環(huán)氧端基之間的加成反應(yīng)。該反應(yīng)無需加熱，可在室溫下進行，叫冷固化。反應(yīng)式 如下：RNllr -l-i Lt- -CH- NH li- CH Cl lj1 W1(JH用多元羧酸或酸酎固化時，交聯(lián)固化反應(yīng)是羧基與預(yù)聚體上仲羥基及環(huán)氧基之間的反 應(yīng)，需在加熱條件下進行，稱為熱固化。如用酸酎作固化劑時，反應(yīng)式可示意如下：三、主要藥品與儀器雙酚A： 22.5

4、g環(huán)氧氯丙烷：28gNaOH水溶液：8gNaOH溶于20ml水 苯：60ml四頸瓶（250ml） 攪拌器 溫度計回流冷凝管滴液漏斗（60ml） 水浴鍋分液漏斗移液管四、實驗步驟4.1樹脂制備在如圖9-1所示的反應(yīng)裝置中分別加入22.5g（0.1mol ）雙酚A，28g（0.3mol）環(huán)氧氯丙烷， 開動攪拌，加熱升溫至65，待雙酚A全部溶解后，將NaOH水溶液自滴液漏斗中慢慢滴加 到反應(yīng)瓶中，注意保持反應(yīng)溫度在70C左右，約0.5h滴完。在75-80C繼續(xù)反應(yīng)1.5-2h， 可觀察到反應(yīng)混合物呈乳黃色。停止加熱，冷卻至室溫，向反應(yīng)瓶中加入30ml蒸餾水和60ml 苯，充分?jǐn)嚢韬螅谷?50ml的

5、分液漏斗中，靜置，分去水層，油層用蒸餾水洗滌數(shù)次，直 至水層為中性且無氯離子（用AgNO3溶液檢測）。油相用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀出去絕大部分的苯、水、 未反應(yīng)環(huán)氧氯丙烷，再真空干燥得環(huán)氧樹脂。圖9-1環(huán)氧樹脂合成反應(yīng)裝置4.2環(huán)氧值的測定取125ml碘瓶兩只，各準(zhǔn)確稱取環(huán)氧樹脂1g （精確到mg）,用移液管分別加入25ml鹽 酸-丙酮溶液，加蓋搖動使樹脂完全溶解。在陰涼處放置約1h，加酚歐指示劑3滴，用NaOH 乙醇溶液滴定，同時按上述條件作空白對比。環(huán)氧值E按下式計算：式中Vj 空白滴定所消耗NaOH溶械體枳 mJmol I.V；-樣霜肖耗的NM）mol I.fNnOH溶液的液度.fli 樹臘質(zhì)fit -注：鹽酸-丙酮溶液由2ml鹽酸溶于80ml丙酮中現(xiàn)配現(xiàn)用。NaOH乙醇溶液由4gNaOH溶于100ml乙醇中，以酚歐做指示劑，用標(biāo)準(zhǔn)鄰苯二甲酸氫鉀溶液標(biāo)定，現(xiàn)配現(xiàn)用。4.3樹脂固化試驗樹脂以乙二胺為固化劑的固化情況。在一干凈的表面皿中稱取4g環(huán)氧樹脂，加入 0.3g乙二胺，用玻璃棒調(diào)和均勻，室溫放置，觀察樹脂固化情況。記錄固化時間。五、思考題在合成環(huán)氧樹脂的反應(yīng)中，若NaOH的用量不足，