環(huán)氧樹(shù)脂是什么
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環(huán)氧樹(shù)脂是什么
環(huán)氧樹(shù)脂(Epoxy Resin，EP)是大分子主鏈上含有醚鍵和仲醇基，同時(shí)兩端含有環(huán)氧基團(tuán)和一類(lèi)聚合物的總稱(chēng)，又稱(chēng)作人工樹(shù)脂、人造樹(shù)脂、樹(shù)脂膠等，廣泛用於膠粘劑，涂料等用途。
環(huán)氧樹(shù)脂最常見(jiàn)於印刷電路板、各種電子器件、集成電路封裝材料、玻璃鋼制品、水塔、游艇等之復(fù)合材料層，也廣泛用於涂料及黏合劑，土木建筑結(jié)構(gòu)物補(bǔ)強(qiáng)，可與碳纖維或玻璃纖維搭配使用成為具有極高抗拉強(qiáng)度的補(bǔ)強(qiáng)材料，應(yīng)用層面廣泛。因?yàn)榄h(huán)氧樹(shù)脂本身對(duì)紫外線有脆化性，故表面一般會(huì)補(bǔ)上PU或UP涂層以保護(hù)其環(huán)氧樹(shù)脂層。
環(huán)氧樹(shù)脂制備
制造環(huán)氧樹(shù)脂的原料很多，但不外乎下例二大類(lèi)：一是分子中具有環(huán)氧基團(tuán)或是在反應(yīng)過(guò)程中能夠生成環(huán)氧基團(tuán)的化合物。另一是含有多元羥基的化合物。通常見(jiàn)到的環(huán)氧樹(shù)脂是以環(huán)氧氯丙烷和雙酚A為原料而制得。
環(huán)氧樹(shù)脂的制備方法大致有下列幾種類(lèi)型：1、活性氫化物與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)；2、以過(guò)氧化氫或過(guò)酸（例過(guò)醋酸）將雙鍵進(jìn)行液相氧化；3、雙鍵化合物的空氣氧化；4、其它。
由于它的性能并不是十分完美的，同時(shí)應(yīng)用環(huán)氧樹(shù)脂的對(duì)象也不是千遍一律的，根據(jù)使用的對(duì)象不同，對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的性能也有所要求，例如有的要求低溫快干，有的要求絕緣性能優(yōu)良------。因而要有的放矢對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂加以改性，改性的方法大致有下列幾種：1、選擇固化劑；2、添加反應(yīng)性稀釋劑；3、添加填充劑；4、添加別種熱固性或熱塑性樹(shù)脂；5、改良環(huán)氧樹(shù)脂本身。
環(huán)氧樹(shù)脂及其固化物的性能特點(diǎn)
(1)力學(xué)性能高。環(huán)氧樹(shù)脂具有很強(qiáng)的內(nèi)聚力，分子結(jié)構(gòu)致密，所以它的力學(xué)性能高于酚醛樹(shù)脂和不飽和聚酯等通用型熱固性樹(shù)脂。
(2)粘接性能優(yōu)異。環(huán)氧樹(shù)脂固化體系中活性極大的環(huán)氧基、羥基以及醚鍵、胺鍵、酯鍵等極性集團(tuán)賦予環(huán)氧固化物以極高的粘接強(qiáng)度。再加上它有很高的內(nèi)聚強(qiáng)度等力學(xué)性能，因此它的粘接性能特別強(qiáng)，可用作結(jié)構(gòu)膠。
(3)固化收縮率小。一般為1％～2％。是熱固性樹(shù)脂中固化收縮率最小的品種之一(酚醛樹(shù)脂為8％～10％；不飽和聚酯樹(shù)脂為4％～6％；有機(jī)硅樹(shù)脂為4％～8％)。線脹系數(shù)也很小，一般為6×10-5/℃。所以其產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定，內(nèi)應(yīng)力小，不易開(kāi)裂。
(4)工藝性好。環(huán)氧樹(shù)脂固化時(shí)基本上不產(chǎn)生低分子揮發(fā)物，所以可低壓成型或接觸壓成型。配方設(shè)計(jì)的靈活性很大，可設(shè)計(jì)出適合各種工藝性要求的配方。
(5)電性能好。是熱固性樹(shù)脂中介電性能最好的品種之一。
(6)穩(wěn)定性好。不合堿、鹽等雜質(zhì)的環(huán)氧樹(shù)脂不易變質(zhì)。只要貯存得當(dāng)(密封、不受潮、不遇高溫)，其貯存期為1年。超期后若檢驗(yàn)合格仍可使用。環(huán)氧固化物具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性。其耐堿、酸、鹽等多種介質(zhì)腐蝕的性能優(yōu)于不飽和聚酯樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂等熱固性樹(shù)脂。
(7)環(huán)氧固化物的耐熱性一般為80～100℃。環(huán)氧樹(shù)脂的耐熱品種可達(dá)200℃或更高。
(8)在熱臥性樹(shù)脂中，環(huán)氧樹(shù)脂及其固化物的綜合性能最好。
環(huán)氧樹(shù)脂的應(yīng)用特點(diǎn)
(1)具有極大的配方設(shè)計(jì)靈活性和多樣性。能按不同的使用性能和工藝性能要求，設(shè)計(jì)出針對(duì)性很強(qiáng)的最佳配方。這是環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)用中的一大特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。但是每個(gè)最佳配方都有一定的適用范圍(條件)，不是在任何工藝條件和任意使用條件下都宜采用。也就是說(shuō)沒(méi)有“萬(wàn)能”的最佳配方。必須根據(jù)不同的條件，設(shè)計(jì)出不同的最佳配方。由于不同配方的環(huán)氧樹(shù)脂固化體系的固化原理不完全相同，所以環(huán)氧樹(shù)脂的固化歷程，即固化工藝條件對(duì)環(huán)氧固化物的結(jié)構(gòu)和性能影響極大。相同的配方在不同的固化工藝條件下所得產(chǎn)品的性能會(huì)有非常的大的差別。所以正確地作出最佳材料配方設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)是環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)用技術(shù)的關(guān)鍵，也是技術(shù)機(jī)密所在。要能生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)出自己所需性能的環(huán)氧材料，就必須設(shè)計(jì)出相應(yīng)的專(zhuān)用配方及其成型工藝條件。因此，就必須深入了解和掌握環(huán)氧樹(shù)脂及其固化劑、改性劑等的結(jié)構(gòu)與性能、它們之間的反應(yīng)機(jī)理以及對(duì)環(huán)氧固化物結(jié)構(gòu)及性能的影響。這樣才能在材料配方設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)中得心應(yīng)手，運(yùn)用自如，取得最佳方案，生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)出性能最佳、成本最低的環(huán)氧材料和制品。
(2)不同的環(huán)氧樹(shù)脂固化體系分別能在低溫、室溫、中溫或高溫固化，能在潮濕表面甚至在水中固化，能快速固化、也能緩慢固化，所以它對(duì)施工和制造工藝要求的適應(yīng)性很強(qiáng)。環(huán)氧樹(shù)脂可低壓成型或接觸壓成型，因此可降低對(duì)成型設(shè)備和模具的要求，減少投資，降低成本。
(3)在三大通用型熱固性樹(shù)脂中，環(huán)氧樹(shù)脂的價(jià)格偏高，從而在應(yīng)用上受到一定的影響。但是，由于它的性能優(yōu)異，所以主要用于對(duì)使用性能要求高的場(chǎng)合，尤其是對(duì)綜合性能要求高的領(lǐng)域。