環(huán)氧樹脂應(yīng)用技術(shù)開發(fā)動(dòng)向

環(huán)氧樹脂技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是低能耗、高附加值，強(qiáng)調(diào)環(huán)保和生產(chǎn)安全。特殊結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂及其輔助產(chǎn)品正朝著精細(xì)化、功能化和在特殊環(huán)境下固化的方向發(fā)展。固化后的產(chǎn)品具有高韌性、高強(qiáng)度、耐輻射和耐高低溫性能。因此，特種樹脂、固化劑和稀釋劑的品種將有較大發(fā)展，形成多品種、小批量的生產(chǎn)格局。隨著近年來聚合物物理的發(fā)展，品種的發(fā)展集中在使用化學(xué)或非化學(xué)合成方法通過共混和合金化來制備環(huán)氧橡膠、環(huán)氧熱塑性塑料、各種有機(jī)-無機(jī)填料復(fù)合材料和環(huán)氧樹脂基無機(jī)納米復(fù)合材料。

(1)涂層

環(huán)氧涂料的發(fā)展趨勢(shì)是減少語音染色，提高質(zhì)量和安全性，開發(fā)功能。重點(diǎn)介紹儲(chǔ)罐涂料、防腐涂料、功能涂料和環(huán)保涂料的發(fā)展及其推廣應(yīng)用。特別是水性環(huán)氧體系的品種開發(fā)和質(zhì)量改進(jìn)，將在汽車工業(yè)(如電泳涂料)、家電工業(yè)、食品工業(yè)(如罐頭涂料)、化工工業(yè)(如防腐涂料)、建筑工業(yè)(如地板涂料、建筑膠粘劑、環(huán)氧砂漿和混凝土)等應(yīng)用領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展。

(2)電子材料

隨著電子設(shè)備向小型化、輕量化、、高功能化發(fā)展，電子器件也向高集成度、薄型化和多層化發(fā)展。因此，需要提高環(huán)氧封裝材料和覆銅板的耐熱性、介電性能和韌性，降低吸水率和內(nèi)應(yīng)力。目前的發(fā)展重點(diǎn)是高純度、高耐熱性、低吸水率和高韌性的環(huán)氧樹脂和固化劑。例如，引入了諸如環(huán)氧樹脂和固化劑、雙環(huán)戊二烯、、醚、芴等骨架?？梢源蟠筇岣攮h(huán)氧固化產(chǎn)品的元件電阻和電氣性能，降低開水率。

(3)低能環(huán)氧復(fù)合材料

低能量環(huán)氧復(fù)合材料的研究重點(diǎn)是提高其耐濕熱性、沖擊后的抗壓強(qiáng)度和層間力學(xué)性能。為了提高耐濕熱性能，就像環(huán)氧電子材料一樣，可以在環(huán)氧樹脂和固化劑中引入茶、雙環(huán)戊二烯、、醚和苗等骨架。為了提高沖擊后的抗壓強(qiáng)度和中間力學(xué)性能，可以采用提高環(huán)氧固化物斷裂韌性的方法，通常在環(huán)氧樹脂中加入橡膠或耐熱熱塑性樹脂，形成具有島狀結(jié)構(gòu)或互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的多相體系。

雙酚A型環(huán)氧樹脂的質(zhì)量分析和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

因此，平均相對(duì)分子質(zhì)量和相對(duì)分子質(zhì)量分布是環(huán)氧樹脂的重要性質(zhì)。(2)環(huán)氧基團(tuán)的含量反應(yīng)活性高的環(huán)氧基團(tuán)是環(huán)氧樹脂的重要官能團(tuán)。環(huán)氧基團(tuán)的含量與固化產(chǎn)物的交聯(lián)密度直接相關(guān)。因此，它成為影響固化產(chǎn)品性能的主要因素之一。因此，在合成環(huán)氧樹脂時(shí)，環(huán)氧基團(tuán)的含量是控制和鑒定環(huán)氧樹脂質(zhì)量的主要手段之一。環(huán)氧樹脂應(yīng)用時(shí)，環(huán)氧基團(tuán)的含量是環(huán)氧樹脂固化體系配方設(shè)計(jì)(材料選擇和配比)的主要依據(jù)之一。通常有三種方式來表達(dá)環(huán)氧基團(tuán)的含量。環(huán)氧當(dāng)量-定義為含lmol環(huán)氧基團(tuán)的環(huán)氧樹脂的質(zhì)量(g)，單位為g/mol。環(huán)氧值-定義為100克環(huán)氧樹脂中所含環(huán)氧基團(tuán)的量，單位為摩爾/100克。環(huán)氧基團(tuán)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)-定義為100克環(huán)氧樹脂中所含環(huán)氧基團(tuán)的質(zhì)量(克)，單位為%。三者的換算關(guān)系為:[環(huán)氧當(dāng)量]=100/[環(huán)氧值]=43/[環(huán)氧基團(tuán)質(zhì)量分?jǐn)?shù)]對(duì)于以環(huán)氧基團(tuán)為端基的無支鏈雙酚a環(huán)氧樹脂，平均相對(duì)分子質(zhì)量可根據(jù)環(huán)氧基團(tuán)的含量粗略估算。[平均相對(duì)分子質(zhì)量]≈2×[環(huán)氧當(dāng)量](3)羥基含量當(dāng)雙酚a環(huán)氧樹脂的聚合度n > 0時(shí)，樹脂分子中含有仲羥基。n越大，平均相對(duì)分子質(zhì)量越大，羥基含量越高。羥基對(duì)環(huán)氧樹脂的固化有很大影響。它能促進(jìn)伯胺與環(huán)氧樹脂的固化反應(yīng)，并能使酸酐開環(huán)與環(huán)氧基團(tuán)反應(yīng)，因此羥基含量越高，凝膠時(shí)間越短。

環(huán)氧樹脂的改性研究發(fā)展

1.前言近年來，研究者對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行了大量的改性研究，以克服其脆性、沖擊性和耐熱性差的缺點(diǎn)，并取得了豐碩的成果。過去，人們對(duì)環(huán)氧樹脂的改性于橡膠，如端羧基丁基橡膠、端羥基丁基蠟橡膠、聚氨酯橡膠等。近年來，環(huán)氧樹脂的改性不斷深化，改性方法日新月異，如互穿網(wǎng)絡(luò)法、化學(xué)共聚法等。特別是液晶增韌方法和納米粒子增韌方法是近年來的研究熱點(diǎn)。綜述了近年來國(guó)內(nèi)外環(huán)氧樹脂改性的研究進(jìn)展。2.丙烯酸增韌環(huán)氧樹脂由丙烯酸類物質(zhì)增韌的環(huán)氧樹脂可以在丙烯酸酯共聚物中引入反應(yīng)性基團(tuán)，反應(yīng)性基團(tuán)與環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基團(tuán)反應(yīng)或通過自由基形成接枝共聚物，從而增加兩相之間的相容性。另一種方法是用丙烯酸酯彈性粒子作為增韌劑來降低環(huán)氧樹脂的內(nèi)應(yīng)力。丙烯酸酯也可以交聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，然后與環(huán)氧樹脂形成互穿網(wǎng)絡(luò)(IPN)結(jié)構(gòu)，達(dá)到增韌的目的。張海燕等人通過環(huán)氧樹脂和丙烯酸的加成聚合獲得了環(huán)氧-丙烯酸樹脂(EAM)。其可制造性類似于不飽和聚酯，其化學(xué)結(jié)構(gòu)類似于環(huán)氧樹脂。固化后得到的改性樹脂體系不僅具有優(yōu)異的附著力和化學(xué)穩(wěn)定性，還具有耐熱性好、伸長(zhǎng)率較高、固化工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，由于共聚鏈段-L-丙烯酸酯的引入，降低了體系固化時(shí)的交聯(lián)密度，側(cè)基的引入為主鏈分子的運(yùn)動(dòng)提供了更多的自由體積，從而提高了改性體系的沖擊性能。魏亞兵用IPN法研究了聚丙烯酸酯對(duì)環(huán)氧樹脂的增韌改性。他將線性丙烯酸丁酯交聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并用環(huán)氧樹脂和固化劑固化，形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。該方法提高了丙烯酸丁酯和環(huán)氧樹脂的相容性。該互穿網(wǎng)絡(luò)體系具有較高的粘接強(qiáng)度和優(yōu)異的耐濕熱老化性能。李志明首先通過乳液聚合制備了丙烯酸丁酯種子乳液，然后在引發(fā)劑的作用下合成了核乳液，然后在種子上引入聚丙烯酸甲酯殼，得到核殼粒子。用該粒子增韌環(huán)氧丙烯酸酯時(shí)，聚丙烯酸甲酯和環(huán)氧樹脂的溶解度參數(shù)相近，因此二者之間的界面相容性非常好。

TCLP的增韌機(jī)理主要是裂紋釘和錨的作用機(jī)理。(TCLP)，作為第二相(剛性類似于基體)，具有一定的韌性和較高的斷裂伸長(zhǎng)率。因此，只需要少量就可以增韌環(huán)氧樹脂，同時(shí)提高其模量和耐熱性。張寶龍等合成了一種側(cè)鏈聚合物液晶液晶高分子液晶增韌環(huán)氧樹脂基體。該化合物增韌環(huán)氧樹脂時(shí)，柔性液晶分子主鏈可以彌補(bǔ)環(huán)氧基體的脆性，側(cè)鏈的剛性單元保證改性體系的模量不會(huì)降低，從而提高體系的綜合力學(xué)性能。研究中還發(fā)現(xiàn)，體系的沖擊性能隨著LCGMB用量的增加而增加，當(dāng)用量為20% ~ 30 mol%時(shí)，體系的沖擊性能最大。掃描電鏡觀察表明，沖擊斷裂的環(huán)氧樹脂為連續(xù)相，液晶以顆粒形式分散在樹脂基體中。當(dāng)受到?jīng)_擊時(shí)，液晶顆粒是應(yīng)力集中的來源，并誘導(dǎo)周圍的環(huán)氧樹脂基體產(chǎn)生塑性變形以吸收能量。常鵬利用含芳香酯的液晶環(huán)氧4，4’-二縮水甘油醚二苯酰氧基(PHBHQ)增韌E-51環(huán)氧樹脂。選擇熔點(diǎn)與液晶相玻璃化轉(zhuǎn)變溫度一致、反應(yīng)性低的混合芳香胺作為固化劑。當(dāng)PHBHQ的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到50%時(shí)，固化樹脂的沖擊強(qiáng)度為40.2J/m2，比沒有PHBHQ的樹脂的沖擊強(qiáng)度高31.72J/m2。此外，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度也有所提高。8.結(jié)論未來環(huán)氧樹脂將朝著“規(guī)?；⒏呒兓?、精細(xì)化、專業(yè)化、系列化、功能化”的方向發(fā)展。隨著科研人員的不斷努力，環(huán)氧樹脂改性的研究也將日新月異。環(huán)氧樹脂將在人們的生活中得到越來越廣泛的應(yīng)用。