环氧树脂胶固化结构的形成及其性质
环氧树脂胶固化结构的形成及其性质
1、固化结构的形成:
a.加成聚合反应形成的固化结构:环氧基与具有活泼氢的化合物(固化剂)按离子加成聚合反应形成固化结构，亲质子试剂攻击环氧基上电子密度低的碳原子，亲电子试剂的质子攻击环氧基上电子密度高的氧原子;
■多元胺类固化剂:多元胺是一类使用最为广泛的固化剂，品种也非常多，以多元伯胺为例，，反应性高的伯胺基首先与环氧基反应生成仲胺基并产生一个羟基，仲胺基同另外的环氧基反应生成叔胺并产生另一个羟基，生成的羟基可以与环氧基反应参与交联结构的形成;多元胺系列固化剂的反应可以用醇、酚来促进;
■多元羧酸及其酸酐:酸酐作为实用的固化剂使用量大，仅次于多元胺。
但是多元羧酸因反应速度慢，很少单独用作固化剂，多用于涂料的展色料制造中作为酯化剂。
多元羧酸与环氧树脂的固化发生很多反应。
首先是多元羧酸的羧基同环氧基反应，以酯键加成，生成羟基，新生成的羟基和环氧树脂中原来带的羟基同环氧基和羧基反应。
同环氧基反应生成醚键，同羧基反应缩合形成酯键，同时产生水，水使环氧基开环生成缩水甘油型羧基末端，这些基本反应的重复最终形成由酯键和醚键组成的交联网状固化结构;
■多元硫醇固化剂:多元硫醇作为固化剂很有特色，单独使用时活性差，室温下反应非常慢，但在适当促进剂存在下形成硫离子，固化反应速度就数倍于多元胺系，固化温度越低，这一特色越是发挥得明显。
用叔胺做促进剂时，硫醇首先与叔胺反应形成硫醇离子，再与环氧基反应，另一方面叔胺也可以与环氧基反应形成环氧基阴离子，此阴离子同硫醇进行亲核反应;
b.离子聚合反应形成的固化结构:
■阴离子聚合:阴离子聚合催化剂充当亲核试剂的作用，常采用强碱性叔胺，叔胺与环氧基反应所生成的鐊阴离子作为引发剂，使环氧基连锁地连结(增长反应)，最后聚合引发末端的烷基或叔胺解离使聚合停止(终止反应);
■阳离子聚合:阳离子聚合物催化剂种类很多，而与环氧树脂相容少，仅有少数路易氏酸适用，但直接与路易氏酸配合环氧树脂，使用期非常短，操作困难，故通常采用路易氏酸和胺(路易氏碱)中和形成稳定的盐(络合物)，络合物在室温下是稳定的，但加热去迅速固化，起潜伏性固化剂的作用;
2、固化结构形成的形态学(morphology):固化结构不是以化学式所表
示的那种均一状态，而是不均一状态，实际上是以快速反应的高分子量环氧树脂齐聚物的反应物为核心，现在体系中发生不均一的微粒凝胶体(microgel)，这种微粒凝胶体逐步长大，最后聚集起来形成固化结构;
a.微凝胶体的形成:
环氧树脂本身就是多分子量物，树脂中的大分子首先与固化剂反应，固化反应初期，这种反应物成为核心，在未反应的环氧树脂齐聚物/固化剂体系中，形成被起始原料溶胀的第一次微粒凝胶，微粒凝胶体尺寸很小，直径仅10~50nm，第一次微粒凝胶体聚集成第二次微粒凝胶体，电子显微镜观察确认直径200~500nm的第二次微粒凝胶体的存在，且与第一次微粒凝胶体共存;
b.大凝胶体化:随着固化反应的进行，可溶部分(溶胶)和不可溶部分(凝胶)的变化如下，反应初期可看到溶胀收缩率增加，这相当于微粒凝胶体生成量在增加，而越过某一时间，溶胀收率反而下降，与此同时，原来不存在的凝胶开始产生，其量随时间增多，这种凝胶体开始生成的时候便是形态学上的凝胶点，凝胶体的生成意味着从微粒凝胶体长成大凝胶体;
c.固化结构的形成:由微粒凝胶的聚集体构成的固化结构所表现出来
的优良机械性能，不能够仅单纯用分子间力来解释，很可能是微粒凝胶粒子彼此间的分子链末端的相互扩散、反应以及溶胀微粒凝胶的起始原料发生反应，最终形成了互穿网络(interpene trating network IPN)，前面已述，为了获得机械性能优良的固化物，在高温下进行后固化很重要，这一经验在形态学上可以理解为把微粒凝胶粒子牢固结合成互穿网络结构;
3、机械性能由于固化反应而显现:
环氧树脂与固化剂的反应初期发生连锁直线状增长，经过凝胶点开始形成交联结构，固化体系的机械性能在交联结构形成的同时显现出来，且随着交联密度的上升而提高。
a.固化反应与机械性能:
机械性能的显现状态与加热固化过程中的凝胶分数、环氧基反应率、固化时间等密切相关，以拉伸强度为代表的机械性能一旦越过凝胶点便开始显现出来，且随着交联密度的增大而提高，另一方面，伸长率随链增长逐渐增大，在凝胶点处达到峰值，以后便随着交联密度的增加而下降;
b.机械性能显现过程:随着固化反应的进行，固化物诸物性逐渐显现出来，Tg、弹性模量、固化收缩率这些物性都是交联密度的函数;
c.不同环氧树脂和固化剂的强度显现行为:环氧树脂和固化剂种类不同，强度的显现行为也各异;
4、固化结构与机械新能:
机械性能的显现是交联结构的形成带来的，因此固化物的机械性能基本上取决于化学结构和交联程度(即交联密度)
a.交联结构的形成:支配交联密度的重要因素是:
■环氧树脂和固化剂的配比;
■确定体系的反应程度;
■完全反应体系的官能团间的距离;
b.机械性能与交联密度:交联密度、Tg和环氧基反应率及EEW间呈一定的函数关系;
c.机械性能对温度的依存关系:由于交联结构的形成，作为耐热性评价标准的Tg上升，在热塑性高分子材料中看到的流动区域消失了，但随着温度的上升，机械性能的下降不可避免，这种机械性能对温度的
依存性受交联密度的支配。
环氧树脂的理化性质和应用特性
环氧树脂的理化性质和应用特性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.理化性质1、化学性质反应性：环氧树脂中环氧基和羟基是活泼的反映基团。
环氧基可与伯胺、仲胺、叔胺、酚类、羧基、无机酸反应。
羟基可与酸酐、羧酸、热固性酚醛树脂、氨基树脂、异氰酸酯和硅醇等反应。
溶解性：环氧树脂的溶解性随分子量增加而降低，可溶于酮类、酯类、醇醚类氯化烃类溶剂。
高分子量的环氧树脂一般难溶于芳烃类、醇类溶剂。
双酚A型环氧树脂分子式(C11H12O3)n2、化学分析（1）环氧值：用盐酸丙酮法和光谱分析。
（2）软化点测定：采用环球法。
（3）羟值：用乙酰氯法和红外光谱分析。
（4）氯含量：环氧树脂的氯有无机氯和有机氯两种。
采用硫氰化钾和铁矾指采剂进行测定。
3、物理性质环氧树脂按分子量和化学结构可从液体到固体。
固化前为黄色至青铜色热塑性物质。
(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/oC。
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。
环氧树脂胶固化结构的形成及其性质
环氧树脂胶固化结构的形成及其性质1、固化结构的形成:a.加成聚合反应形成的固化结构:环氧基与具有活泼氢的化合物(固化剂)按离子加成聚合反应形成固化结构，亲质子试剂攻击环氧基上电子密度低的碳原子，亲电子试剂的质子攻击环氧基上电子密度高的氧原子;■多元胺类固化剂:多元胺是一类使用最为广泛的固化剂，品种也非常多，以多元伯胺为例，，反应性高的伯胺基首先与环氧基反应生成仲胺基并产生一个羟基，仲胺基同另外的环氧基反应生成叔胺并产生另一个羟基，生成的羟基可以与环氧基反应参与交联结构的形成;多元胺系列固化剂的反应可以用醇、酚来促进;■多元羧酸及其酸酐:酸酐作为实用的固化剂使用量大，仅次于多元胺。
但是多元羧酸因反应速度慢，很少单独用作固化剂，多用于涂料的展色料制造中作为酯化剂。
多元羧酸与环氧树脂的固化发生很多反应。
首先是多元羧酸的羧基同环氧基反应，以酯键加成，生成羟基，新生成的羟基和环氧树脂中原来带的羟基同环氧基和羧基反应。
同环氧基反应生成醚键，同羧基反应缩合形成酯键，同时产生水，水使环氧基开环生成缩水甘油型羧基末端，这些基本反应的重复最终形成由酯键和醚键组成的交联网状固化结构;■多元硫醇固化剂:多元硫醇作为固化剂很有特色，单独使用时活性差，室温下反应非常慢，但在适当促进剂存在下形成硫离子，固化反应速度就数倍于多元胺系，固化温度越低，这一特色越是发挥得明显。
用叔胺做促进剂时，硫醇首先与叔胺反应形成硫醇离子，再与环氧基反应，另一方面叔胺也可以与环氧基反应形成环氧基阴离子，此阴离子同硫醇进行亲核反应;b.离子聚合反应形成的固化结构:■阴离子聚合:阴离子聚合催化剂充当亲核试剂的作用，常采用强碱性叔胺，叔胺与环氧基反应所生成的鐊阴离子作为引发剂，使环氧基连锁地连结(增长反应)，最后聚合引发末端的烷基或叔胺解离使聚合停止(终止反应);■阳离子聚合:阳离子聚合物催化剂种类很多，而与环氧树脂相容少，仅有少数路易氏酸适用，但直接与路易氏酸配合环氧树脂，使用期非常短，操作困难，故通常采用路易氏酸和胺(路易氏碱)中和形成稳定的盐(络合物)，络合物在室温下是稳定的，但加热去迅速固化，起潜伏性固化剂的作用;2、固化结构形成的形态学(morphology):固化结构不是以化学式所表示的那种均一状态，而是不均一状态，实际上是以快速反应的高分子量环氧树脂齐聚物的反应物为核心，现在体系中发生不均一的微粒凝胶体(microgel)，这种微粒凝胶体逐步长大，最后聚集起来形成固化结构;a.微凝胶体的形成:环氧树脂本身就是多分子量物，树脂中的大分子首先与固化剂反应，固化反应初期，这种反应物成为核心，在未反应的环氧树脂齐聚物/固化剂体系中，形成被起始原料溶胀的第一次微粒凝胶，微粒凝胶体尺寸很小，直径仅10~50nm，第一次微粒凝胶体聚集成第二次微粒凝胶体，电子显微镜观察确认直径200~500nm的第二次微粒凝胶体的存在，且与第一次微粒凝胶体共存;b.大凝胶体化:随着固化反应的进行，可溶部分(溶胶)和不可溶部分(凝胶)的变化如下，反应初期可看到溶胀收缩率增加，这相当于微粒凝胶体生成量在增加，而越过某一时间，溶胀收率反而下降，与此同时，原来不存在的凝胶开始产生，其量随时间增多，这种凝胶体开始生成的时候便是形态学上的凝胶点，凝胶体的生成意味着从微粒凝胶体长成大凝胶体;c.固化结构的形成:由微粒凝胶的聚集体构成的固化结构所表现出来的优良机械性能，不能够仅单纯用分子间力来解释，很可能是微粒凝胶粒子彼此间的分子链末端的相互扩散、反应以及溶胀微粒凝胶的起始原料发生反应，最终形成了互穿网络(interpene trating network IPN)，前面已述，为了获得机械性能优良的固化物，在高温下进行后固化很重要，这一经验在形态学上可以理解为把微粒凝胶粒子牢固结合成互穿网络结构;3、机械性能由于固化反应而显现:环氧树脂与固化剂的反应初期发生连锁直线状增长，经过凝胶点开始形成交联结构，固化体系的机械性能在交联结构形成的同时显现出来，且随着交联密度的上升而提高。
环氧树脂固化剂概论
环氧树脂是一类具有良好的粘接性、电绝缘性、化学稳定性的热固性高分子材料,作为胶粘剂、涂料和复合材料等的树脂基体,广泛应用于建筑、机械、电子电气、航空航天等领域。
环氧树脂使用时必须加入固化剂,并在一定条件下进行固化反应,生成立体网状结构的产物,才会显现出各种优良的性能,成为具有真正使用价值的环氧材料。
因此固化剂在环氧树脂的应用中具有不可缺少的,甚至在某种程度上起着决定性的作用。
环氧树脂潜伏性固化剂是近年来国内外环氧树脂固化剂研究的热点。
所谓潜伏性固化剂,是指加入到环氧树脂中与其组成的单组分体系在室温下具有一定的贮存稳定性,而在加热、光照、湿气、加压等条件下能迅速进行固化反应的固化剂,与目前普遍采用的双组分环氧树脂体系相比,由潜伏性固化剂与环氧树脂混合配制而成的单组分环氧树脂体系具有简化生产操作工艺,防止环境污染,提高产品质量,适应现代大规模工业化生产等优点。
环氧树脂潜伏性固化剂的研究一般通过物理和化学的手段,对普通使用低温和高温固化剂的固化活性加以改进,主要采取以下两种改进方法:一是将一些反应活性高而贮存稳定性差的固化剂的反应活性进行封闭、钝化;二是将一些贮存稳定性好而反应活性低的固化剂的反应活性提高、激发。
最终达到使固化剂在室温下加入到环氧树脂中时具有一定的贮存稳定性,而在使用时通过光、热等外界条件将固化剂的反应活性释放出来,从而达到使环氧树脂迅速固化的目的。
本文就国内外环氧树脂潜伏性固化剂的研究进展作一基本概述。
1 环氧树脂潜伏性固化剂1.1 改性脂肪族胺类脂肪族胺类固化剂如乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺等是常用的双组分环氧树脂室温固化剂,通过化学改性的方法,将其与有机酮类化合物进行亲核加成反应,脱水生成亚胺是一种封闭、降低其固化活性,提高其贮存稳定性的有效途径。
这种酮亚胺型固化剂与环氧树脂组成的单组分体系通过湿气和水分的作用而使酮亚胺分解成胺因此在常温下即可使环氧树脂固化。
但一般固化速度不快,使用期也较短,原因是亚胺氮原子上的孤对电子仍具有一定的开环活性。
环氧树脂胶水构成
环氧树脂胶水构成
环氧树脂胶水构成
环氧树脂胶水是一种常用的结构胶，广泛应用于建筑、航空航天、电子等领域。
它的构成主要包括环氧树脂、固化剂和其他辅助材料。
下面将详细介绍环氧树脂胶水的构成成分。
1. 环氧树脂：环氧树脂是环氧胶的主要成分。
它通常是低粘度液体或固体，在加热和添加适当的固化剂后能够发生固化反应。
环氧树脂具有优异的黏附性、强度和耐化学腐蚀性，能够有效粘合各种材料。
2. 固化剂：固化剂是环氧树脂胶水中的关键组成部分，它能够与环氧树脂发生化学反应，使胶水固化并形成强度。
常见的固化剂有胺类和酚酸类。
胺类固化剂通常具有快速固化速度和较高的强度，而酚酸类固化剂则具有较长的操控时间和较低的刺激性。
3. 辅助材料：除了环氧树脂和固化剂外，环氧树脂胶水还可能添加一些辅助材料来改善其性能和加工性。
常见的辅助材料包括填料、溶剂、稀释剂和颜料等。
填料可以用于调节胶水的流变性、增加胶水的
体积，并提高胶接面的耐热性和抗冲击性。
溶剂和稀释剂则用于调节胶水的粘度和流动性，以便于施工和涂布。
颜料可以为胶水添加颜色，以区分不同型号或实现某些特殊的标识。
综上所述，环氧树脂胶水的构成主要包括环氧树脂、固化剂和其他辅助材料。
这些成分的选择和比例配比对于胶水的性能、固化速度和应用范围都具有重要影响。
合理选择和调配成分，可以获得适合不同工程需求的环氧树脂胶水。
环氧树脂的固化机理及常用固化剂
环氧树脂的固化机理及其常用固化剂反应机理酸催化反应机理催化剂：质子给予体，促进顺序：酸>酚>水>醇固化剂分类1反应型固化剂▪可与EP分子进行加成，通过逐步聚合反应交联成体型网状结构▪一般含有活泼氢，反应中伴随氢原子转移，如多元伯胺、多元羧酸、多元硫醇和多元酚2催化型固化剂▪环氧基按阳离子或阴离子聚合机理进行固化，如叔胺、咪唑、三氟化硼络合物常见固化剂▪脂肪胺固化剂▪芳香族多元胺▪改性多元胺▪多元硫醇▪酸酐类固化剂1脂肪胺固化剂脂肪胺固化特点：▪活性高，可室温固化▪反应剧烈放热，适用期短▪一般需后固化，室温7d再80-100℃2h ▪固化物热形变温度低，一般80-90℃▪固化物脆性大▪挥发性及毒性大2芳香族多元胺芳香族多胺特点：▪固化物耐热性好，耐化学性机械强度均优于脂肪族多元胺▪活性低，大多加热固化▪氮原子因苯环导致电子云密度降低，碱性减弱，以及苯环位阻效应▪多为固体，熔点高，工艺性差▪液化，低共熔点混合，多元胺与单缩水甘油醚加成3改性多元胺a、环氧化合物加成：▪加成物分子量变大，沸点粘度增加，挥发性与毒性减弱，改善原有脆性b、迈克尔加成：▪丙烯腈与多元胺▪胺的活泼氢对α,β不饱和键能迅速加成▪腈乙基化物降低活性，改善与EP相容性特别有效c、曼尼斯加成：曼尼斯反应（Mannich reaction）为多元胺和甲醛、苯酚缩合三分子缩合。
▪产物能在低温、潮湿、水下施工固化EP▪典型产品T-31：二乙烯三胺+甲醛+苯酚▪适应土木工程用于混凝土、钢材、瓷砖等材料▪粘结的快速修复和加固d、硫脲-多元胺缩合：▪硫脲与脂肪族多元胺加热至100℃缩合放出氨气▪能在极低温下（0℃以下）固化EPe、聚酰胺化：▪9，11-亚油酸与9，12-亚油酸二聚反应▪然后2分子与DETA(二乙烯三胺)进行酰胺化反应挥发性毒性很小▪与EP相容性良好，化学计量要求不严▪固化物有很好的增韧效果▪放热效应低，适用期长，固化物耐热性较低，HDT为60℃左右4多元硫醇▪类似于羟基▪聚硫醇化合物（液体聚硫橡胶）就是典型多元硫醇，单独使用活性很低，室温反应及其缓慢几乎不能进行▪适当催化剂作用下固化反应以数倍多元胺速度进行▪在低温固化更为明显5酸酐类固化剂▪反应速率很慢，不能生成高交联产物，一般不作为固化剂▪低挥发性，毒性低，刺激性低▪反应缓慢，放热量小，适用期长▪固化物收缩率低，耐热性高▪固化物机械强度高，电性能优良▪需加热固化，时间长▪EP常用固化剂，仅次于多元胺主要酸酐：▪顺酐>苯酐>四氢苯酐>甲基四氢苯酐▪六氢苯酐>甲基六氢苯酐▪甲基纳迪克酸酐▪均苯四甲酸二酐▪改性酸酐▪酸酐分子中负电性取代基则活性增强阴/阳离子型催化剂▪催化剂仅仅起催化作用，本身不参与交联▪用量主要以实验值为准▪催化环氧开环形成链增长1常用阴离子催化剂1、叔胺类多用DMP-10(二甲氨基苯酚)，DMP-30，酚羟基显著加速树脂固化速率，放热量大适用期短，EP快速固化（24h/25℃）2、咪唑类多用液态2-乙基-4-甲基咪唑（仲胺活泼氢和叔胺），适用期长（8-10h），中温固化，热形变温度高，与芳香胺耐热水平（100℃）相当阳离子型固化剂，路易斯酸链终止于离子对复合2常用阳离子催化剂▪路易斯酸：BF3,SnCl4,AlCl3等，为电子接受体▪BF3使用最多，具有腐蚀性，反应活性非常高一般与胺类或醚类络合物，如三氟化硼-乙胺络合物, BF3:400,为87℃结晶物质，室温稳定，离解温度90℃，离解后活性增大环氧树脂固化的三个阶段▪液体-操作时间：树脂/固化剂混合物仍然是液体适合应用▪凝胶-进入固化：混合物开始进入固化相(也称作熟化阶段)，这时它开始凝胶或“突变”成软凝胶物。
环氧树脂基本知识讲解
O H
C H 3 CC H 3
O C H 2 C HC H 2 O
线性酚醛型环氧树脂 ：
CH2 CH CH2 CH2 CH CH2 CH2 CH CH2
O
OO
OO
O
CH2
CH2 n
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8
脂肪族缩水甘油醚树脂：
四溴双酚A环氧树脂：
O
CH2 CH CH2 O CH2 O
CH2 CH CH2 O CH O
第七章 环氧树脂
第一节 概 述 第二节 环氧树脂分类 第三节 环氧树脂的性质与特性指标 第四节 环氧树脂的固化剂及固化反应 第五节 环氧树脂的合成 第六节 新型环氧树脂固化剂的合成 第七节 环氧树脂的改性 第八节 水性环氧树脂 第九节 环氧树脂的应用 第十节 结 语
编辑版pppt
1
第一节 概 述 环氧树脂（Epoxy Resin）是指分子结构中含有2个或2个以上环氧 基并在适当的化学试剂存在下能形成三维网状固化物的化合物的总称， 是一类重要的热固性树脂。环氧树脂既包括环氧基的低聚物，也包括含 环氧基的低分子化合物。环氧树脂作为胶粘剂、涂料和复合材料等的树 脂基体，广泛应用于水利、交通、机械、电子、家电、汽车及航空航天 等领域。 一、 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) 附着力强。环氧树脂固化体系中含有活性极大的环氧基、羟基以 及醚键、胺键、酯键等极性基团，赋予环氧固化物对金属、陶瓷、玻璃、 混凝士、木材等极性基材以优良的附着力。 (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/℃。所以固化 后体积变化不大。
环氧树脂的性质与特性指标
低相对分子质量环氧树脂 中相对分子质量环氧树脂 高相对分子质量环氧树脂
软化点＜50℃ 软化点50~95℃ 软化点＞100℃
聚合度＜2 聚合度2~5 聚合度＞5
（5）氯含量：是指环氧树脂中所含氯的摩尔数，包括有机氯和无机氯。 无机氯主要是指树脂中的氯离子，无机氯的存在会影响固化树脂的电性能。 树脂中的有机氯含量标志着分子中未起闭环反应的那部分氯醇基团的含量， 它含量应尽可能地降低，否则也会影响树脂的固化及固化物的性能。Βιβλιοθήκη 环氧当量100 环氧值
环氧当量的测定方法有化学分析法和光谱分析法。国际上通用的 化学分析法有高氯酸法，其他的还有盐酸丙酮法、盐酸吡啶法和盐酸二 氧六环法。
盐酸丙酮法方法简单，试剂易得，使用方便。其方法是：准确称量0.5~1.5g树脂置 于具塞的三角烧瓶中，用移液管加入20mL的盐酸丙酮溶液（1mL相对密度1.19的盐酸溶 于40mL丙酮中），加塞摇荡，使树脂完全溶解，在阴凉处放置1小时，盐酸与环氧基作 用生成了氯醇，之后加入甲基红指示剂3滴，用0.1mol/L 的NaOH溶液滴定过量的盐酸至 红色褪去变成黄色时为终点。同样操作，不加树脂，做一空白试验。由树脂消耗的盐酸 的量即可计算出树脂的环氧当量。
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。
（6~8） （＜2.5）
液体
12~20 21~27
24~28
20~35 40~55 64~76 78~85 85~95 95~105
环氧树脂的固化——高化实验报告
环氧树脂的固化2011011743 分1 黄浩一、实验目的1.了解高分子化学反应的基本原理及特点2.了解环氧树脂的制备及固化反应的原理、特点二、实验原理环氧树脂（epoxy resins），是指分子中带有两个或两个以上环氧基的低分子量物质及其交联固化产物的总称，是一种热固性树脂。
其最重要的一类是双酚A型环氧树脂，它是由环氧氯丙烷与双酚A 在氢氧化钠作用下聚合而成：如下图所示，双酚A环氧树脂中末端的活泼的环氧基和侧羟基赋予树脂反应活性，使它可以与交联剂作用，从而交联成三维结构，即固化；双酚A的苯环骨架提供强韧性和耐热性，亚甲基链赋予树脂柔韧性，这使得它的综合性能优异，可以用作特种塑料；羟基和醚键的高度极性，使环氧树脂分子与相邻界面产生了较强的分子间作用力，而且因环氧基的高活性，使得它固化速度很快，从而可以作为粘结剂，商业上称作“万能胶”。
因为环氧树脂在未固化前是呈热塑性的线型结构，要实现它的各种功能，必须加入固化剂，与环氧树脂的环氧基等反应，变成网状结构的大分子，成为不溶不熔的热固性成品。
固化剂的种类很多，可以根据分子结构分为如下三类：1、胺类固化剂：胺类固化剂可分为脂肪胺型和芳香胺型。
脂肪胺型使用比较普遍，硬化速度快、黏度低、使用方便，但固化剂本身的毒性较大、易升华，固化后形成的胶层脆性大、粘结强度不高、耐热性和介电性较差等。
芳香胺型形成的固化物可在100～150℃长期使用，粘接强度高，耐化学试剂和耐老化性能好，但作为结构胶使用韧性不够，还需要增韧改性。
根据有机化学的知识，要使环氧开环成羟基，必须使用一二级胺，因为它们含有活泼氢原子，使环氧基开环生成羟基，生成的羟基再与环氧基起醚化反应，最后生成网状或体型聚合物。
三级胺只可进行催化开环，环氧树脂的环氧基被叔胺开环变成阴离子而非羟基，一般而言，不直接用作固化剂，常常与酸酐类固化剂联用。
2、酸酐类固化剂：硬化反应较平稳，硬化过程中放热少，使用寿命长，毒性较小，硬化后树脂的力学性能较好。
双组份环氧胶_固化机理_解释说明以及概述
双组份环氧胶固化机理解释说明以及概述1. 引言1.1 概述双组份环氧胶作为一种常见的结构胶，广泛应用于各个领域，具有良好的粘接性能和耐化学品腐蚀性。
它由两个成分组成：环氧树脂和固化剂。
在固化过程中，这两个组分发生化学反应，形成胶体并硬化。
本文将重点讨论双组份环氧胶的固化机理，并探讨影响固化过程的因素以及解决方法。
1.2 文章结构本文共分为五个部分进行阐述。
在引言部分，我们将对双组份环氧胶进行概述，并介绍文章的结构和目的。
其次，在第二部分中，我们将详细介绍双组份环氧胶的基本概念、特点、成分和性质以及应用领域。
第三部分将解析双组份环氧胶的固化机理，包括固化剂与环氧树脂反应机制、温度和压力对固化过程的影响以及添加剂对固化速度和性能的影响。
接着，在第四部分中，我们将讨论影响环氧固化反应的主要阻碍因素，并提供相应的解决方法。
最后，在第五部分中，我们将对双组份环氧胶的固化机理进行总结，展望其未来应用，并提出未来研究方向和建议。
1.3 目的本文的目的是通过深入研究和详细解释双组份环氧胶的固化机理，使读者了解其基本概念、特点和成分，并了解其在各个领域中的应用。
同时，本文还旨在探讨固化过程中遇到的问题，并提供相关的解决方法。
通过本文的阐述，读者将能够更好地理解双组份环氧胶固化机理，并为未来研究和应用提供参考和指导。
2. 双组份环氧胶的基本概念和特点2.1 双组份环氧胶的定义双组分环氧胶是由两种不同成分组成的一种胶粘剂，其中一种成分为环氧树脂，另一种成分为固化剂。
这两种成分在使用之前需要分别储存在两个不同的容器中，混合使用时发生化学反应，形成坚固耐用的胶体。
2.2 双组份环氧胶的成分和性质（1）环氧树脂：环氧树脂是双组份环氧胶中的一部分，在固化过程中起到主要结构形成的作用。
它具有良好的粘接性、机械性能和耐腐蚀性，并且在低温下也能够硬化。
（2）固化剂：固化剂是双组份环氧胶中的另外一个关键部分，它与环氧树脂发生反应并使其硬化。
环氧树脂的固化原理
环氧树脂的固化原理环氧树脂硬化反应的原理,目前尚不完善,根据所用硬化剂的不同,一般认为它通过四种途径的反应而成为热固性产物.（1）环氧基之间开环连接；（2）环氧基与带有活性氢官能团的硬化剂反应而交联；（3）环氧基与硬化剂中芳香的或脂肪的羟基的反应而交联；（4）环氧基或羟基与硬化剂所带基团发生反应而交联.不同种类的硬化剂,在硬化过程中其作用也不同.有的硬化剂在硬化过程中,不参加到本分子中去,仅起催化作用,如无机物.具有单反应基团的胺、醇、酚等,这种硬化剂,叫催化剂.多数硬化剂,在硬化过程中参与大分子之间的反应,构成硬化树脂的一部分,如含多反应基团的多元胺、多元醇、多元酸酐等化合物.1、胺类硬化剂胺类硬化剂—般使用比较普遍,其硬化速度快,而且黏度也低,使用方便,但产品耐热性不高,介电性能差,并且硬化剂本身的毒性较大,易升华.胺类硬化剂包括；脂肪族胺类、芳香族胺类和胺的衍生物等.胺本身可以看作是氮的烷基取代物,氨分子（NH3）中三个氢可逐步地被烷基取代,生成三种不同的胺.即：伯胺（RNH2）、仲胺（R2NH)）和叔胺（R3N）.由于胺的种类不同,其硬化作用也不同：（1）伯胺和仲胺的作用含有活泼氢原子的伯胺及仲胺与环氧树脂中的环氧基作用.使环氧基开环生成羟基,生成的羟基再与环氧基起醚化反应,最后生成网状或体型聚合物.（2）叔胺的作用与伯胺、仲胺不同,它只进行催化开环,环氧树脂的环氧基被叔胺开环变成阴离子,这个阴离子又能打开一个新的环氧基环,继续反应下去,最后生成网状或体型结构的大分子.2、酸酐类硬化剂酸酐是由羧酸（分子结构中含有羧基—COOH）与脱水剂一起加热时,两个羧基除去一个水分子而生成的化合物.酸酐类硬化剂硬化反应速度较缓慢,硬化过程中放热少,使用寿命长,毒性较小,硬化后树脂的性能（如力学强度、耐磨性、耐热性及电性能等）均较好.但由于硬化后含有酯键,容易受碱的侵蚀并且有吸水性,另外除少数在室温下是液体外.绝大多数是易升华的固体,而且一般要加热固化.酸酐和环氧树脂的硬化机理,至今尚未完全阐明,比较公认的说法如下：酸酐先与环氧树脂中的羟基起反应而生成单酯,第二步由单酯中的羟基和环氧树脂的环氧基起开环反应而生成双酯,第三步再由其中的羟基对环氧基起开环作用,生成醚基,所以可得到既含醚键,又含有酯基的不溶不熔的体型结构.除了上述反应之外,第一步生成的单酸中的羧基也可能与环氧树脂分子上的羟基起酯化反应,生成双酯.但这不是主要的反应.3、树脂类硬化剂含有硬化基团的一NH一,一CH2OH,一SH,一COOH,一OH等的线型合成树脂低聚物,也可作为环氧树脂的硬化剂.如低分子聚酰胺．酚醛树脂,苯胺甲醛树脂,三聚氰胺甲醛树脂,糠醛树脂,硫树脂,聚酯等.它们分别能对环氧树脂硬化物的耐热性,耐化学性,抗冲击性,介电性,耐水性起到改善作用.常用的是低分子聚酰胺和酚醛树脂.（1）低分子聚酰胺不同于尼龙型的聚酰胺.它是亚油酸二聚体或是桐油酸二聚体与脂肪族多元胺,如乙二胺、二乙烯三胺反应生成的一种琥珀色粘稠状树脂.由于原材料的性质,反应组分的配比和反应条件不同,低分子聚酰胺的性质差别很大.它们的分子量在500~9000之间,有熔点很高,胺值很低的固态树脂,也有胺值为300的液态树脂.其中胺值是低分子聚酰胺活性的描述,胺值高的活性大,与环氧树脂反应速度快,但可使用期短,胺值低的活性小,与环氧树脂反应速度慢,但可使用期长,表1列举了几种低分子聚酰胺的牌号及性能.表1 低分子聚酰胺牌号及性能举例牌号200300400650651原料亚油酸二聚体与三乙烯四胺亚油酸二聚体与三乙烯四胺桐油酸二聚体与二乙烯三胺——色泽棕红色黏流体棕红色黏流体棕色黏流体棕色黏流体浅黄色液体密度g／cm30.96~0.980.96~0.980.970~0.9900.7~0.99胺值215±15305±15200±20200±20300黏度（40℃）mPa·s20000~80000600~200015000~50000——低分子聚酰胺分子中有各种极性基团,如仲胺基.伯胺基以及酰胺基,硬化后的环氧树脂对各种金属、木材、玻璃和塑料有良好的粘附力.聚酰胺分子中有较长的脂肪碳链,起到内部增塑作用,因此硬化后的环氧树脂有一定的韧性.低分子聚酰胺与环氧树脂的配合比例一般从40／60到60／40.在此范围内,可获得较好的胶接强度,热稳定性和耐化学试剂作用.一般聚酰胺用量多,体系柔性及抗冲击性能好；环氧树脂比例高,高温下粘结强度比较高,耐化学试剂作用好. 低分子聚酰胺作硬化剂特点是：无毒或低毒,挥发性小,易与环氧树脂混合,反应缓慢,一般多用作常温固化剂.（2）酚醛树脂酚醛树脂与环氧树脂的相互作用比较复杂, 热固性酚醛树脂中的羟甲基与环氧树脂中的羟基及环氧基起反应及酚醛树脂中的酚羟基与环氧基起开环醚化反应所以酚醛树脂能把环氧树脂从线型变成体型,环氧树脂也能把酚醛树脂从线型变成体型,彼此相辅相成,最后形成相互交联的不溶不熔的体型大分子.4、咪唑类固化剂咪唑类化合物是一种新型固化剂,可在较低温度下固化而得到耐热性优良的固化物,并且具有优异的力学性能.咪唑类化合物的反应活性根据其结构不同而有所不同.一般碱性愈强,固化温度愈低,在结构上受l位取代基影响较大.咪唑(1midaxole)是具有两个氮原子的五元环,一个氮原子构成仲胺,一个氮原子构成叔胺.所以咪唑类固化剂既有叔胺的催化作用,又有仲胺的作用.如2-乙基-4-甲基咪唑.。