關于環氧樹脂的種類改性及應用定義1、環氧樹脂（EpoxyResin）是泛指含有兩個或兩個以上環氧基，以脂肪族、脂環族或芳香族等有機化合物為骨架并能通過環氧基團反應形成有用的熱固化產物的高分子低聚體(Oligomer）。當聚合度n為零時，稱之為環氧化合物，簡稱環氧化物（Epoxide）。這些低相對分子質量樹脂雖不完全滿足嚴格的定義但因具有環氧樹脂的基本屬性在稱呼時也不加區別地統稱為環氧樹脂。典型的環氧樹脂結構如下式。2、環氧基是環氧樹脂的特性基團，它的含量多少是這種樹脂最為重要的指標。描述環氧基含量有以下幾種不同的表示法：⑴環氧當量：是指含有1mol環氧樹脂的質量，低相對分子質量（分子量）環氧樹脂的環氧當量為175～200,隨著分子量的增大環氧基間的鏈段越長，所以高分子量環氧樹脂的環氧當量就相應的高。⑵環氧值：每100g樹脂中所含有環氧基的物質的量（摩爾）。這種表示方法有利于固化劑用量的計量和用量的表示。因為固化劑用量的含義是每100g環氧樹脂中固化劑的加入量（partperhundredofresin縮寫成phr）。我國采用環氧值這一物理量。環氧當量=100/環氧值第2頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

一、按化學結構分類按化學結構差異，環氧樹脂可分為縮水甘油類環氧樹脂和非縮水甘油類環氧樹脂2大類。

(1)縮水甘油類環氧樹脂縮水甘油類環氧樹脂可看成縮水甘油（）的衍生化合物。主要有縮水甘油醚類、縮水甘油酯類和縮水甘油胺類3種。

①縮水甘油醚類縮水甘油醚類環氧樹脂是指分子中含縮水甘油醚的化合物，常見的主要有以下幾種：

雙酚A型環氧樹脂（簡稱DGEBA樹脂）：是目前應用最廣的環氧樹脂，約占實際使用的環氧樹脂中的85%以上。第3頁,共34頁，2024年2月25日，星期天其化學結構式為：雙酚F型環氧樹脂（簡稱DGEBF樹脂）：

第4頁,共34頁，2024年2月25日，星期天RealityCreativityRealityIdentityCretivity第5頁,共34頁，2024年2月25日，星期天ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.脂肪族縮水甘油醚樹脂：

四溴雙酚A環氧樹脂：

第6頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

②縮水甘油酯類如鄰苯二甲酸二縮水甘油酯，其化學結構式為：③縮水甘油胺類由多元胺與環氧氯丙烷反應而得，如：第7頁,共34頁，2024年2月25日，星期天3050120第8頁,共34頁，2024年2月25日，星期天-ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.第9頁,共34頁，2024年2月25日，星期天②環氧化烯烴類

③新型環氧樹脂

此外，還有混合型環氧樹脂，即分子結構中同時具有兩種不同類型環氧基的化合物。第10頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

二、按官能團的數量分類按分子中官能團的數量，環氧樹脂可分為雙官能團環氧樹脂和多官能團環氧樹脂。對反應性樹脂而言，官能團數的影響是非常重要的。典型的雙酚A型環氧樹脂、酚醛環氧樹脂屬于雙官能團環氧樹脂。多官能團環氧樹脂是指分子中含有2個以上的環氧基的環氧樹脂。幾種有代表性的多官能團環氧樹脂如下：

四縮水甘油醚基四苯基乙烷(tert-PGEE)三苯基縮水甘油醚基甲烷(tri-PGEM)第11頁,共34頁，2024年2月25日，星期天第12頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

三、按狀態分類按室溫下的狀態，環氧樹脂可分為液態環氧樹脂和固態環氧樹脂。液態樹脂指相對分子質量較低的樹脂，可用作澆注料、無溶劑膠粘劑和涂料等。固態樹脂是相對分子質量較大的環氧樹脂，是一種熱塑性的固態低聚物，可用于粉末涂料和固態成型材料等。第13頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

環氧樹脂的性質環氧樹脂都含有環氧基，因此環氧樹脂及其固化物的性能相似，但環氧樹脂的種類繁多，不同種類的環氧樹脂因碳架結構有較大的差別，其性質有一定差別。同一種類、不同牌號的環氧樹脂因相對分子質量、分子量分布差異，其黏度、軟化點、化學反應性等理化性質也有一定差異。即使是同一種類同一牌號的環氧樹脂，其固化物的性質也因固化劑及固化工藝的不同而有所不同。也就是說，環氧樹脂的性質與其分子結構、制備工藝以及樹脂組成有關，固化物的性質還與固化劑的種類及分子結構、固化工藝等有關。

第14頁,共34頁，2024年2月25日，星期天雙酚A型環氧樹脂，目前應用最廣，其分子中的雙酚A骨架提供強韌性和耐熱性，亞甲基鏈賦予柔軟性，醚鍵賦予耐化學藥品性，羥基賦予反應性和粘接性。雙酚F型環氧樹脂與雙酚A型環氧樹脂性質相似，只不過其黏度比雙酚A型環氧樹脂低得多，適合作無溶劑涂料。雙酚S型環氧樹脂也與雙酚型A型環氧樹脂相似，其黏度比雙酚A型環氧樹脂略高，其最大的特點是固化物具有比雙酚A型環氧樹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型環氧樹脂的特點是樹脂的黏度非常低，但凝膠時間比雙酚A型環氧樹脂凝膠時間長兩倍多，其固化物的最大特點是耐候性好，可用于耐候性的防腐蝕涂料。第15頁,共34頁，2024年2月25日，星期天酚醛環氧樹脂主要包括苯酚線性酚醛環氧樹脂和鄰甲酚線性酚醛環氧樹脂，其特點是每分子的環氧官能度大于2，可使涂料的交聯密度大，固化物耐化學藥品性、耐腐蝕性以及耐熱性比雙酚A型環氧樹脂好，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。溴化環氧樹脂因分子中含有阻燃元素，因此其阻燃性能高，可作為阻燃型環氧樹脂使用，常用于印刷電路板、層壓板等。脂環族環氧樹脂因為其環氧基直接連在脂環上，因此其固化物比縮水甘油型環氧樹脂固化物更穩定，表現在良好的熱穩定性、耐紫外線性好、樹脂本身的黏度低，缺點是固化物的韌性較差，這類樹脂在涂料中應用較少，主要用作防紫外線老化涂料。第16頁,共34頁，2024年2月25日，星期天環氧樹脂的改性第17頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

一、環氧樹脂的增韌改性為了增加環氧樹脂的韌性，最初人們采用的方法是加入一些增塑劑、增柔劑，但這些低分子物質會大大降低材料的耐熱性、硬度、模量及電性能。從20世紀60年代開始，國內外普遍開展了環氧樹脂增韌改性的研究工作，以期在熱性能、模量及電性能下降不太大的情況下提高環氧樹脂的韌性。第18頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

(1)橡膠彈性體增韌環氧樹脂環氧樹脂增韌用的橡膠彈性體一般都是反應性液態聚合物，相對分子質量在1000～10000，在端基或側基上帶有可與環氧基反應的官能團。用于環氧樹脂增韌的反應性橡膠彈性體品種主要有：端羧基丁腈橡膠、端羥基丁腈橡膠、聚硫橡膠、液體無規羧基丁腈橡膠、丁腈基-異氰酸酯預聚體、端羥基聚丁二烯、聚醚彈性體、聚氨酯彈性體等。同步法合成的聚丙烯酸丁酯-環氧樹脂互穿網絡聚合物，在提高環氧樹脂韌性方面取得了令人滿意的效果。第19頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

(2)熱塑性樹脂增韌環氧樹脂

用于環氧樹脂增韌改性的熱塑性樹脂主要有聚砜、聚醚砜、聚醚酮、聚酰亞胺、聚苯醚、聚碳酸酯等耐熱性及力學性能都比較好的工程塑料，它們或者以熱熔化的方式，或者以溶液的方式摻混入環氧樹脂。橋聯作用、裂紋錨釘效應

(3）超支化聚合物增韌環氧樹脂①超支化聚合物的球狀三維結構能降低環氧固化物的收縮率；②超支化聚合物的活性端基能直接參與固化反應形成立體網狀結構，眾多的末端官能團能加快固化速度；③超支化聚合物的尺寸和球狀結構杜絕了在其它傳統的增韌體系中所觀察到的有害的粒子過濾效應，起到內增韌的作用。第20頁,共34頁，2024年2月25日，星期天(4)核殼結構聚合物增韌環氧樹脂核殼結構聚合物是指由2種或2種以上單體通過乳液聚合而獲得的一類聚合物復合粒子。粒子的內部和外部分別富集不同成分，顯示出特殊的雙層或者多層結構，核與殼分別具有不同功能，通過控制粒子尺寸及改變聚合物組成來改性環氧樹脂，可減少內應力，提高粘結強度和沖擊性，可獲得顯著增韌效果。第21頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

二、環氧樹脂的其他改性1、耐濕熱改性減少樹脂基體分子結構中的極性基團，使樹脂基體與水的相互作用降低，從而降低樹脂基體的吸水率；同時優化復合材料的成型工藝，減少復合材料在成型過程中產生的微孔、微裂紋、自由體積等也能提高其耐濕熱性能。增大交聯度，引入耐熱基團如引入亞胺基、異氰酸酯基、嗯唑烷酮等，以及形成互穿聚合物網絡是提高耐熱性的最重要手段;用含有端胺基的苯胺二苯醚樹脂作固化劑改性環氧樹脂，得到的復合材料在空氣氣氛中的初始分解溫度高，耐濕熱性能好。

第22頁,共34頁，2024年2月25日，星期天2、阻燃改性環氧樹脂的阻燃性較差，為改善其阻燃性，通常在環氧樹脂中引入鹵素、氮、磷、硼和硅等阻燃元素。引入的方法可以是使用阻燃型固化劑，如含鹵、磷、硼以及硅的固化劑來固化環氧樹脂，對環氧樹脂進行結構改性，在環氧樹脂分子中引入阻燃元素。溴化的酚醛型環氧樹脂可作為封裝材料用環氧樹脂的反應性阻燃劑。第23頁,共34頁，2024年2月25日，星期天3、

化學改性通過改變環氧樹脂的結構，在環氧樹脂分子中引入一些化學基團，來改進環氧樹脂的性能，拓寬其應用的范圍。如用丙烯酸或甲基丙烯酸與環氧樹脂中的部分環氧基反應，在分子保留部分環氧基的同時引入碳碳雙鍵，使改性后的環氧樹脂既具有光敏特性，又保留環氧樹脂的一些優良特性。在分子中引入一些親水性基團，將環氧樹脂改性為水性環氧樹脂，使改性后的環氧樹脂具有水分散性。第24頁,共34頁，2024年2月25日，星期天環氧樹脂的主要應用領域第25頁,共34頁，2024年2月25日，星期天主要應用領域

涂

料

膠粘劑電子電器材料工程塑料和復合材料土建材料第26頁,共34頁，2024年2月25日，星期天涂料環氧樹脂在涂料中的應用占較大的比例，它能制成各具特色、用途各異的品種。其共性：

(1)耐化學品性優良，尤其是耐堿性。

(2)漆膜附著力強，特別是對金屬。

(3)具有較好的耐熱性和電絕緣性。

(4)漆膜保色性較好。

但是雙酚A型環氧樹脂涂料的耐候性差，漆膜在戶外易粉化失光又欠豐滿，不宜作戶外用涂料及高裝飾性涂料之用。因此環氧樹脂涂料主要用作防腐蝕漆、金屬底漆、絕緣漆，但雜環及脂環族環氧樹脂制成的涂料可以用于戶外。第27頁,共34頁，2024年2月25日，星期天膠粘劑環氧樹脂除了對聚烯烴等非極性塑料粘結性不好之外，對于各種金屬材料如鋁、鋼、鐵、銅；非金屬材料如玻璃、木材、混凝土等；以及熱固性塑料如酚醛、氨基、不飽和聚酯等都有優良的粘接性能，因此有萬能膠之稱。環氧膠粘劑是結構膠粘劑的重要品種。第28頁,共34頁，2024年2月25日，星期天環氧樹脂膠粘劑的主要用途第29頁,共34頁，2024年2月25日，星期天環氧膠粘劑在土木建筑上的主要用途第30頁,共34頁，2024年2月25日，星期天環氧膠粘劑在汽車上的主要用途第31頁,共34頁，2024年2月25日，星期天電子電器材料由于環氧樹脂的絕緣性能高、結構強度大和密封性能好等許多獨特的優點，已在高