环氧树脂的性能及应用特点
环氧树脂(Epoxy)
环氧树脂（Epoxy）1 引言环氧树脂具有优良的物理机械性能、电绝缘性能、耐化学腐蚀性能、耐热及粘接性能，广泛用于机械电子、化学化工（涂料、粘结剂）、航空航天、汽车、船舶、建筑等工业领域。
是应用领域最为广泛的一类热固性树脂我国现在已经是环氧树脂产量、进口量、消费量最大的国家。
2006年我国产量52万吨万吨，占全球总产能的1.1 环氧树脂的定义与特征定义：环氧树脂是指分子中含有两个或两个以上环氧基团的一类有机高分子化合物，除个别外，它们的相对分子量都很小。
一般在350～500之间。
结构特点：分子链中含有活泼的环氧基团。
环氧基团可以位于分子链的末端、中间、或成环状结构。
CH CHO1、形式多样2、固化方便3、粘附力强4、收缩率低5、机械强度高6、电绝缘性优良7、化学稳定性强8、尺寸稳定性好1.2 环氧树脂的性能与特点1、形式多样树脂与固化剂品种繁多，可选择范围非常广泛；另有多种形式的改性剂（如增韧剂、稀释剂等）1）从分子结构上可分为缩水甘油醚类环氧、缩水甘油酯类环氧、缩水甘油胺类环氧、脂肪族环氧、脂环族环氧；液体环氧固态环氧普通环氧高性能环氧低档、中档高档2、固化方便固化剂种类多、固化方便是EP的一大特色。
固化剂按固化温度可分为：（1）低温和超低温固化剂（＜（2）室温固化剂（（3）中温固化剂（－5 ℃～180℃3、粘附力强EP分子中含有大量极性羟基和醚键，对各种物质均有很高的粘结力。
除了聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯粘结外，对绝大多数的金属和非金属都有很好的粘结性，有“万能胶”之称。
它与许多非金属材料（如玻璃、陶瓷、木材）的粘结强度往往超过材料本身的是结构胶粘剂的主要成分之一。
4、收缩率低环氧树脂的固化是通过加成方式进行的，固化过程中没有水和其它挥发性副产物放出。
另外，环氧树脂本身具有仲羟基，再加上环氧基固化时派生的部分残留羟基，它们的氢键缔合作用使分子排列紧密，因此环氧树脂的固化收缩率是热固性树脂中最低的品种之一，一般为1～2％。
环氧树脂结构解析
环氧树脂结构解析环氧树脂是一种重要的高分子材料，具有广泛的应用领域。
它由环氧基团和硬化剂组成，可以通过聚合反应形成坚硬、耐热、耐腐蚀的材料。
本文将从环氧树脂的结构、特性和应用等方面进行解析。
一、环氧树脂的结构环氧树脂的基本结构是由多个环氧基团连接而成的网状结构。
环氧基团是由一个含有活泼氧原子的三元环化合物与氧化剂反应得到的。
环氧基团中的氧原子与其他物质发生反应时，可以打开环状结构，形成新的化学键，从而使环氧树脂发生聚合反应。
二、环氧树脂的特性1. 良好的粘接性能：环氧树脂具有优异的粘接性能，可以与多种材料（如金属、陶瓷、玻璃等）牢固粘结，形成强大的结合力。
2. 优异的机械性能：环氧树脂具有高强度、高硬度和高韧性的特点，能够承受较大的载荷和变形。
3. 耐化学腐蚀性：环氧树脂具有良好的耐酸、耐碱、耐溶剂等化学腐蚀性能，能够在恶劣环境中长期稳定使用。
4. 优异的绝缘性能：环氧树脂具有良好的电绝缘性能，能够有效地隔离电流，防止漏电和电击事故的发生。
5. 耐热性和耐老化性：环氧树脂具有较高的耐高温性能，能够在高温环境下长期稳定使用，并且不易受到紫外线和氧气的侵蚀。
三、环氧树脂的应用1. 电子电气领域：由于环氧树脂具有优异的绝缘性能和耐热性能，广泛应用于电子电器行业，如电路板、绝缘材料、电缆接头等。
2. 航空航天领域：环氧树脂具有轻质、高强度和耐高温的特点，被广泛应用于航空航天领域，如飞机结构件、导弹外壳等。
3. 汽车制造领域：环氧树脂可以用于汽车制造中的粘接、涂覆和增强材料，提高汽车的结构强度和安全性能。
4. 建筑领域：环氧树脂可以用于建筑物的地坪、防水涂料、粘接剂等，提高建筑物的耐久性和装饰效果。
5. 化工领域：环氧树脂可以用作涂料、胶粘剂和防腐剂等，用于化工设备的内衬和防腐处理。
环氧树脂作为一种重要的高分子材料，具有结构独特、特性优异和应用广泛的特点。
随着科技的不断进步，环氧树脂的研究和应用将会得到进一步的扩展和发展，为各个领域的发展提供更多的可能性。
环氧树脂及环氧树脂胶粘剂的基本知识
环氧树脂及环氧树脂胶粘剂的基本知识一、环氧树脂的概念环氧树脂是指高分子链结构中含有两个或两个以上环氧基团的高分子化合物的总称，属于热固性树脂，代表性树脂是双酚A型环氧树脂。
二、环氧树脂的特点（通常指双酚A型环氧树脂）（一）优点1、单独的环氧树脂应用价值很低，它需要与固化剂配合使用才有实用价值。
2、高粘接强度：在合成胶粘剂中环氧树脂胶的胶接强度居前列。
3、固化收缩率小：在胶粘剂中环氧树脂胶的收缩率最小，这也是环氧树脂胶固化胶接高的原因之一。
例如：酚醛树脂胶：8—10%；有机硅树脂胶：6—8%聚酯树脂胶：4—8%；环氧树脂胶：1—3%若经过改性加工后的环氧树脂胶收缩率可降为0.1—0.3%，热膨胀系数为 6.0×10-5/℃4、耐化学性能好：在固化体系中的醚基、苯环和脂肪羟基不易受酸碱侵蚀。
在海水、石油、煤油、10%H2SO4、10%HCl、10%HAc、10%NH3、10%H3PO4和30%Na2CO3中可以用两年；而在50%H2SO4和10%HNO3常温浸泡半年；10%NaOH（100℃）浸泡一个月，性能保持不变。
5、电绝缘性优良：环氧树脂的击穿电压可大于35kv/mm6、工艺性能良好、制品尺寸稳定、耐性良好和吸水率低。
（二）缺点双酚A型环氧树脂的优点固然好，但也有其缺点：①操作粘度大，这在施工方面显得有些不方便；②固化物性脆，伸长率小；③剥离强度低；④耐机械冲击和热冲击差。
三、环氧树脂的应用与发展1、环氧树脂的发展史：环氧树脂是1938年由P.Castam申请瑞士专利，由汽巴公司在1946年研制出最早的环氧粘接剂，1949年美国的S.O.Creentee研制了环氧涂料，我国于1958年开始环氧树脂的工业化生产。
2、环氧树脂的应用：①涂料工业：环氧树脂在涂料工业中需用量最大，目前较广泛使用的有水性涂料、粉末涂料和高固分涂料。
可广泛用于管道容器、汽车、船舶、航天、电子、玩具、工艺品等行业。
环氧树脂应用在航空领域的应用
环氧树脂应用在航空领域的应用环氧树脂是一种具有高强度、耐热、耐腐蚀性能的高分子材料，因此在航空领域中有广泛应用。
本文将从环氧树脂的基本性能、航空领域中的应用、存在的问题及发展方向等方面进行分析。
一、环氧树脂的基本性能环氧树脂是一种热固性树脂，其最大的特点是其化学结构中含有环氧基团，这种基团具有较高的活性和反应性。
在环氧树脂固化过程中，环氧基团与用来固化的硬化剂之间会发生加成反应，并且在这个反应过程中，环氧树脂会从液态变为固态。
由于其分子结构中含有较多的芳香结构，因此环氧树脂的耐热性、耐腐蚀性都很优秀，同时这种树脂具有良好的电性能和机械性能，抗化学品性能也相当优异。
环氧树脂还具有良好的粘合性、耐水性、尺寸稳定性等特点。
二、环氧树脂在航空领域中的应用1、航空结构件的制造环氧树脂广泛应用于航空领域中的结构件制造中，既可以制造公用机身和机翼等大型结构件，也可以制造小型的组合件和配件。
环氧树脂的一大优点是它具有良好的成型性能，在配合不同加工技术的情况下，可以轻松的制造出各种不同形状的结构件。
2、制造复合材料航空领域中的复合材料制品大多采用环氧树脂作为基础材料，它是一种理想的基体材料。
环氧树脂可以与各种不同的增强材料进行复合，例如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等，可以制造出各种高性能的复合材料制品，如航空用零件、螺旋桨、飞机结构件等。
3、表面涂装环氧树脂广泛应用于航空领域中的表面涂装。
环氧树脂作为涂料中的主要成分之一，它有很好的涂料流变性，可与各种颜料和填充材料相容，使得航空领域中的表面涂装可以得到优良的性能和效果。
三、存在的问题及发展方向1、环保问题目前，环氧树脂在生产、使用和废弃处理等环节中都会产生环境污染问题。
环氧树脂所含的大量化学物质对人体健康和环境构成潜在的危害，解决其环保问题是未来环氧树脂发展的重要方向。
2、性能问题尽管环氧树脂在航空领域中应用广泛并取得了丰硕的成果，但其性能还存在一定的局限性。
其韧性和抗冲击性等性能相对较差，在一些极端环境下容易破坏。
环氧树脂特性
环氧树脂目录材料简介应用特性类型分类使用指南国内主要厂商环氧树脂应用领域环氧树脂行业材料简介环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，除个别外，它们的相对分子质量都不高。
环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。
由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。
应用特性1、形式多样。
各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种应用对形式提出的要求，其范围可以从极低的粘度到高熔点固体。
2、固化方便。
选用各种不同的固化剂，环氧树脂体系几乎可以在0～180℃温度范围内固化。
3、粘附力强。
环氧树脂分子链中固有的极性羟基和醚键的存在，使其对各种物质具有很高的粘附力。
环氧树脂固化时的收缩性低，产生的内应力小，这也有助于提高粘附强度。
4、收缩性低。
环氧树脂和所用的固化剂的反应是通过直接加成反应或树脂分子中环氧基的开环聚合反应来进行的，没有水或其它挥发性副产物放出。
它们和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂相比，在固化过程中显示出很低的收缩性（小于2%）。
5、力学性能。
固化后的环氧树脂体系具有优良的力学性能。
6、电性能。
固化后的环氧树脂体系是一种具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘材料。
7、化学稳定性。
通常，固化后的环氧树脂体系具有优良的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性。
像固化环氧体系的其它性能一样，化学稳定性也取决于所选用的树脂和固化剂。
适当地选用环氧树脂和固化剂，可以使其具有特殊的化学稳定性能。
8、尺寸稳定性。
上述的许多性能的综合，使环氧树脂体系具有突出的尺寸稳定性和耐久性。
9、耐霉菌。
固化的环氧树脂体系耐大多数霉菌，可以在苛刻的热带条件下使用。
类型分类根据分子结构，环氧树脂大体上可分为五大类：1、缩水甘油醚类环氧树脂2、缩水甘油酯类环氧树脂3、缩水甘油胺类环氧树脂4、线型脂肪族类环氧树脂5、脂环族类环氧树脂复合材料工业上使用量最大的环氧树脂品种是上述第一类缩水甘油醚类环氧树脂，而其中又以二酚基丙烷型环氧树脂（简称双酚A型环氧树脂）为主。
环氧树脂使用
二、环氧树脂的特性指标 环氧树脂有多种型号，各具不同的性能，其性能可由特性指标确定。 （1）环氧当量（或环氧值）：环氧当量（或环氧值）是环氧树脂最 重要的特性指标，表征树脂分子中环氧基的含量。环氧当量是指含有 1mol环氧基的环氧树脂的质量克数，以EEW表示。而环氧值是指100g 环氧树脂中环氧基的摩尔数。
6
（2）羟值（或羟基当量）：羟值是指100g环氧树脂中所含的羟基 的摩尔数。而羟基当量是指含1mol羟基的环氧树脂的质量克数。
羟基当量
100 羟值
羟值的测定方法有两种：一是直接测定环氧树脂中的羟基含量；二是 打开环氧基形成羟基，并进一步测定羟基含量的总和。前一方法是根 据氢化铝锂能和含有活泼氢的基团进行快速、定量反应的原理，用于 直接测定环氧树脂中的羟基，是一种较可靠的方法。后一方法是以乙 酸酐、吡啶和浓硫酸混合后的乙酰化试剂与环氧树脂进行反应，形成 羟基，然后测定总的羟基含量，再以二倍的环氧基减之，即可测定环 氧树脂中的羟基含量即羟值。
（6）黏度：环氧树脂的黏度是环氧树脂实际使用中的重要指标之一。 不同温度下，环氧树脂的黏度不同，其流动性能也就不同。黏度通常可用 杯式黏度计、旋转黏度计、毛细管黏度计和落球式黏度计来测定。
三、 国产环氧树脂的牌号 国产环氧树脂的牌号及规格见下表：
注：下表中FJ-47和FJ-43为邻甲酚醛环氧树脂。
9
7
（3）酯化当量：酯化当量是指酯化1mol单羧酸（60g醋酸或
280gC18脂肪酸）所需环氧树脂的质量克数。环氧树脂中的羟基和环氧
基都能与羧酸进行酯化反应。酯化当量可表示树脂中羟基和环氧基的总含
量。
酯化当量
100 环氧值 2
羟值
（4）软化点：环氧树脂的软化点可以表示树脂的分子量大小，软化 点高的相对分子质量大，软化点低的相对分子质量小。
环氧树脂的种类及用途
环氧树脂的种类及用途
环氧树脂是一种特殊的有机树脂，是由苯乙烯和其他多种组分经高温
反应而制成的有机高聚物。
环氧树脂分为改性环氧树脂和不改性环氧树脂。
由于环氧树脂具有优良的加工性能、工艺性能和耐热性能，因此广泛应用
于建筑工程、汽车、船舶、电线电缆、热塑性工程塑料和橡胶行业，等领域。
一、改性环氧树脂
1、卤代环氧树脂
卤代环氧树脂是以环氧树脂为基础，加入卤素，经反应而制成的二元
混合物，具有优良的耐热性能。
它的特点是低粘度、良好的流动性、低表
面张力和易于接枝反应的促进剂。
该环氧树脂主要用于制造纺织、橡胶、
汽车和船只部件的制品，并且在建筑行业中最常用来制作装饰用的滴水板、玻璃强化框架、玻璃铝衬里等产品，作为建筑材料和涂层耐热性良好。
2、热固性环氧树脂
热固性环氧树脂是以环氧树脂为基础，加入敏感性型耐受剂，经反应
而制成的二元混合物。
它有高强度、高耐热性、高热稳定性，在160℃～200℃的环境条件下可以热固化，并且具有良好的防潮性和耐水性。
由于
其特性，可以用于制造电器、机械和热电线电缆部件。
不同环氧值的环氧树脂
不同环氧值的环氧树脂环氧树脂是一种常用的高分子材料，具有优异的物理性能和化学稳定性，广泛应用于涂料、粘合剂、复合材料等领域。
环氧树脂的性能和特点与其环氧值密切相关，下面将分别介绍不同环氧值的环氧树脂。
一、低环氧值环氧树脂低环氧值环氧树脂具有较高的聚合度和交联密度，因此具有较高的硬度和刚性，耐热性能也较好。
此类环氧树脂通常用于制作硬质涂料和耐磨材料，如地坪涂料、防腐涂料等。
由于其硬度较高，一般不适用于需要具有柔韧性的应用场合。
二、中等环氧值环氧树脂中等环氧值的环氧树脂具有较好的综合性能，既具有一定的硬度和刚性，又具有一定的韧性和耐冲击性。
此类环氧树脂广泛应用于粘合剂、复合材料和电子封装材料等领域。
在粘合剂方面，中等环氧值的环氧树脂能够提供良好的粘接强度和耐久性，广泛应用于汽车、航空航天和电子等行业。
三、高环氧值环氧树脂高环氧值的环氧树脂具有较高的柔韧性和韧性，具有较好的耐冲击性和耐热性能。
此类环氧树脂通常用于制作柔性涂料、粘合剂和弹性复合材料等。
在柔性涂料方面，高环氧值的环氧树脂能够提供良好的柔韧性和耐候性，广泛应用于建筑、船舶和汽车等领域。
四、超高环氧值环氧树脂超高环氧值的环氧树脂具有非常高的柔韧性和韧性，同时还具有一定的强度和硬度。
此类环氧树脂通常用于制作高性能的弹性材料和复合材料。
在弹性材料方面，超高环氧值的环氧树脂能够提供极好的柔韧性和回弹性，广泛应用于橡胶制品、密封材料和隔音材料等。
不同环氧值的环氧树脂具有不同的性能和应用范围，选择适合的环氧树脂对于确保产品的性能和质量至关重要。
在实际应用中，需要根据具体的需求和要求来选择合适的环氧树脂，并进行配方和加工调整，以获得最佳的性能和效果。
环氧树脂是一种多功能材料，其性能与环氧值密切相关。
不同环氧值的环氧树脂具有不同的硬度、韧性和耐热性能，广泛应用于各个领域。
在选择和使用环氧树脂时，需根据具体需求进行合理选择，并进行相应的配方和加工，以获得最佳的使用效果。
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环氧树脂的性能及应用特点
环氧树脂、酚醛树脂及不饱和聚酯树脂被称为三大通用型热固性树脂。
它们是热固性树脂中用量最大、应用最广的品种。
环氧树脂中含有独特的环氧基，以及轻基、醚键等活性基团和极性基团，因而具有许多优异的性能。
与其他热固性树脂相比较，环氧树脂的种类和牌号最多，性能各异。
环氧树脂固化剂的种类更多，再加上众多的促进剂、改性剂、添加剂等，可以进行多种多样的组合和组配。
从而能获得各种各样性能优异的、各具特色的环氧固化体系和固化物。
几乎能适应和满足各种不同使用性能和工艺性能的要求。
这是其他热固性树脂所无法相比的。
1、环氧树脂及其固化物的性能特点
(1)力学性能高。
环氧树脂具有很强的内聚力，分子结构致密，所以它的力学性能高于酚醛树脂和不饱和聚酯等通用型热固性树脂。
(2)粘接性能优异。
环氧树脂固化体系中活性极大的环氧基、羟基以及醚键、胺键、酯键等极性集团赋予环氧固化物以极高的粘接强度。
再加上它有很高的内聚强度等力学性能，因此它的粘接性能特别强，可用作结构胶。
(3)固化收缩率小。
一般为1％～2％。
是热固性树脂中固化收缩率最小的品种之一(酚醛树脂为8％～10％；不饱和聚酯树脂为4％～6％；有机硅树脂为4％～8％)。
线胀系数也很小，一般为6×10-5/℃。
所以其产品尺寸稳定，内应力小，不易开裂。
(4)工艺性好。
环氧树脂固化时基本上不产生低分子挥发物，所以可低压成型或接触压成型。
配方设计的灵活性很大，可设计出适合各种工艺性要求的配方。
(5)电性能好。
是热固性树脂中介电性能最好的品种之一。
(6)稳定性好。
不合碱、盐等杂质的环氧树脂不易变质。
只要贮存得当(密封、不受潮、不遇高温)，其贮存期为1年。
超期后若检验合格仍可使用。
环氧固化物具有优良的化学稳定性。
其耐碱、酸、盐等多种介质腐蚀的性能优于不饱和聚酯树脂、酚醛树脂等热固性树脂。
(7)环氧固化物的耐热性一般为80～100℃。
环氧树脂的耐热品种可达200℃或更高。
(8)在热卧性树脂中，环氧树脂及其固化物的综合性能最好。
2、环氧树脂的应用特点
(1)具有极大的配方设计灵活性和多样性。
能按不同的使用性能和工艺性能要求，设计出针对性很强的最佳配方。
这是环氧树脂应用中的一大特点和优点。
但是每个最佳配方都有一定的适用范围(条件)，不是在任何工艺条件和任意使用条件下都宜采用。
也就是说没有“万能”的最佳配方。
必须根据不同的条件，设计出不同的最佳配方。
由于不同配方的环氧树脂固化体系的固化原理不完全相同，所以环氧树脂的固化历程，即固化工艺条件对环氧固化物的结构和性能影响极大。
相同的配方在不同的固化工艺条件下所得产品的性能会有非常的大的差别。
所以正确地作出最佳材料配方设计和工艺设计是环氧树脂应用技术的关键，也是技术机密所在。
要能生产和开发出自己所需性能的环氧材料，就必须设计出相应的专用配方及其成型工艺条件。
因此，就必须深入了解和掌握环氧树脂及其固化剂、改性剂等的结构与性能、它们之间的反应机理以及对环氧固化物结构及性能的影响。
这样才能在材料配方设计和工艺设计中得心应手，运用自如，取得最佳方案，生产和开发出性能最佳、成本最低的环氧材料和制品。
(2)不同的环氧树脂固化体系分别能在低温、室温、中温或高温固化，能在潮湿表面甚至在水中固化，能快速固化、也能缓慢固化，所以它对施工和制造工艺要求的适应性很强。
环氧树脂可低压成型或接触压成型，因此可降低对成型设备和模具的要求，减少投资，降低成本。
(3)在三大通用型热固性树脂中，环氧树脂的价格偏高，从而在应用上受到一定的影响。
但是，由于它的性能优异，所以主要用于对使用性能要求高的场合，尤其是对综合性能要求高的领域。