聚合物环氧树脂的合成

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环氧树脂合成方程式

环氧树脂合成方程式

环氧树脂合成方程式
环氧树脂是一类重要的聚合物材料,具有广泛的应用领域,如粘合剂、涂料、复合材料等。

环氧树脂的合成方程式可以分为两个主要步骤:环氧化和固化。

环氧树脂合成的第一步是环氧化反应。

环氧树脂的合成通常采用环氧化反应,将环氧化合物与酸性催化剂反应生成环氧树脂。

环氧化反应的方程式可以表示为:
RCH=CH2 + O2 → ROOH
ROOH + H2SO4 → HORO + H2O
在上述反应中,RCH=CH2代表环氧化合物,ROOH代表过氧化物,H2SO4代表酸性催化剂。

反应的产物是由酸催化剂起酸解环氧键形成的稳定的环氧树脂。

环氧树脂合成的第二步是固化反应。

一旦合成了环氧树脂,需要通过与固化剂反应来形成硬化的网络结构。

固化反应通常使用胺类固化剂。

固化反应的方程式如下:
RORO + RNH2 → ROH + RNHRO
RNHRO + ROH → RNH2 + ROH
在上述反应中,RORO代表环氧树脂,RNH2代表胺类固化剂。

通过与固化剂反应,环氧树脂中的环氧基团与胺基团反应形成氧杂环庚烷结构,这导致分子之间的交联,从而形成硬化的网络结构。

实际环氧树脂的合成过程中,会涉及到更复杂的化学反应和反应条件,以及使用不同的催化剂和固化剂。

这些反应的选择和调节可以根据所需的性能和应用来进行调整。

总结起来,环氧树脂的合成方程式包括环氧化反应和固化反应。

通过环氧化反应合成环氧树脂,然后通过与固化剂反应形成固化的网络结构。

这两个步骤都非常重要,对于环氧树脂的性能和应用起着决定性的作用。

环氧树脂生产工艺

环氧树脂生产工艺

环氧树脂生产工艺环氧树脂是一种重要的聚合物材料,广泛应用于涂料、胶黏剂、复合材料等领域。

环氧树脂的生产工艺主要包括原料处理、环氧树脂合成和产品加工三个步骤。

原料处理是环氧树脂生产的第一步。

环氧树脂的主要原料是环氧化合物和多元酸酐。

环氧化合物一般是含有两个或多个环氧基团的有机化合物,如双酚A、环氧丙烷等。

多元酸酐一般是含有两个或多个羧酸酐基团的化合物,如酞酸酐、脂肪酸酐等。

在原料处理中,首先需要对原料进行筛选和储存,确保原料的质量稳定。

然后进行配比,根据需要调整不同原料的比例,得到目标产品的配方。

最后进行预处理,如加热、混合等,以便后续的环氧树脂合成。

环氧树脂合成是环氧树脂生产的核心步骤。

合成环氧树脂的方法有很多种,常见的是环氧化反应和羧酸酐反应。

环氧化反应是指将环氧化合物与多元酸酐反应,形成环氧树脂的过程。

该反应一般在高温条件下进行,并加入催化剂促进反应的进行。

羧酸酐反应则是指将环氧化合物与酸酐反应,生成环氧树脂。

不同的合成方法有不同的反应条件和催化剂选择,以获得具有特定性能的环氧树脂。

合成完环氧树脂后,还需要进行产品加工。

产品加工一般包括溶剂调配、填充料添加、固化剂调整等过程。

溶剂调配是将环氧树脂与适量的溶剂混合,以调整产品的粘度和流动性。

填充料添加是将适量的填充料加入到环氧树脂中,以增加产品的强度和硬度。

固化剂调整是根据需要调整固化剂的类型和用量,以控制产品的固化速度和性能。

最后,将加工好的环氧树脂产品进行包装和储存,以确保产品的质量和长期保存。

总的来说,环氧树脂的生产工艺包括原料处理、环氧树脂合成和产品加工三个步骤。

通过合理的配比和反应条件,可以制备出具有特定性能的环氧树脂产品。

环氧树脂的生产工艺也在不断发展中,新的工艺和技术的应用将进一步提高产品的质量和性能,推动环氧树脂产业的发展。

低温聚合物材料的合成及其应用研究

低温聚合物材料的合成及其应用研究

低温聚合物材料的合成及其应用研究随着社会的不断进步,人们对材料的需求也越来越高。

低温聚合物材料作为一种新型材料,近年来备受关注。

本文将介绍低温聚合物材料的合成及其应用研究,希望能够对大家有所帮助。

一、低温聚合物材料的定义低温聚合物材料是指在较低温度下即可进行聚合的一类材料。

目前,常见的低温聚合物材料有环氧树脂、丙烯酸酯、聚氨酯等。

由于其聚合温度较低,通常不需要高温和高压条件下的处理,因此具有较好的机械性能和耐热性能,并且具有优异的加工性能。

二、低温聚合物材料的合成方法1.环氧树脂的合成方法环氧树脂是一类非常重要的低温聚合物材料,其合成方法主要有两种:环氧化反应和环氧化合成反应。

其中,环氧化反应是指通过环氧化剂反应来合成环氧树脂,而环氧化合成反应是指通过环氧基团的合成来合成环氧树脂。

2.丙烯酸酯的合成方法丙烯酸酯是一种与丙烯酸具有相似结构的化合物,其合成方法通常有自由基聚合法、阴离子聚合法、阳离子聚合法等。

其中,自由基聚合法是最常见的一种方法,它可以通过引入引发剂来实现自由基聚合反应,从而合成丙烯酸酯。

3.聚氨酯的合成方法聚氨酯是一类由异氰酸酯和多元醇反应生成的聚合物,其合成方法主要有两种:预聚物法和直接聚合法。

其中,预聚物法是指先将异氰酸酯与多元醇处于反应状态,得到一种类似于大分子的低分子量固体物质,称为预聚物;而直接聚合法则是指将异氰酸酯和多元醇直接加入反应体系中进行反应,生成聚氨酯。

三、低温聚合物材料的应用低温聚合物材料在生产生活中有广泛的应用。

以下是几种常见的应用和案例:1.环氧树脂应用于建筑材料中环氧树脂可用于制造地坪、涂层、水泥混凝土修补材料、复合材料等建筑材料。

例如,环氧地坪具有耐磨、耐腐蚀、防滑等特点,在工厂、车间等场所广泛应用,可有效提高工作环境的卫生条件。

2.丙烯酸酯制备高分子材料中丙烯酸酯可用于制备各种高分子材料,例如聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等。

这些高分子材料具有良好的耐久性和耐热性能,被广泛应用于汽车、建筑、电子等领域。

合成环氧树脂

合成环氧树脂

合成环氧树脂的工作任务1.环氧树脂概述环氧树脂是分子中含有两个以上环氧基团()的合成树脂。

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。

环氧树脂中含有多种可发生不同功能作用的基团,如环氧基、醚键(-O-)、羟基和苯环,其中环氧基可发生交联反应,醚键耐水解性能优良,羟基发挥粘结作用,苯环发挥耐腐蚀性与耐热性好的作用。

因此固化后的环氧树脂具有坚韧、收缩率低、耐水、耐化学腐蚀、耐有机溶剂、可与许多材料牢固粘结等优点。

与其他热固性树脂相比,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。

环氧树脂具有优良的工艺性能、机械性能和物理性能,几乎能适应和满足各种不同使用性能和工艺性能的要求,因而在电子、机械、化工、航空、交通运输等工业部门得到广泛的应用,这是其他热固性树脂所无法相比的,如今环氧树脂已成为国民经济发展中不可缺少的材料。

环氧树脂的产量和应用水平,也能从一个侧面反映一个国家工业技术的发达程度。

环氧树脂的种类很多,并且不断有新品种出现。

在所有环氧树脂中,生产最早、产量最大、应用最广的是双酚A型环氧树脂。

因为其原材料易得、成本最低,在我国其产量约占环氧树脂总产量的90%,在世界约占环氧树脂总产量的75%~80%。

又因其用途最广,故被称为通用型环氧树脂。

2. 环氧树脂产品开发项目任务书环氧树脂产品《产品开发任务书》如表12-1。

表12-1 产品开发项目任务书编号:XXXXXX项目名称内容技术要求执行标准专业指标理化指标注:一式三联。

一联技术总监留存,一联交技术部经理,一联交项目负责人。

有关环氧树脂的国家标准(1)基础标准GB/T1630—1989 环氧树脂命名GB/T2035—1996 塑料术语及其定义(2)产品标准GB/T13657—1992 双酚A型环氧树脂(3)方法标准GB/T4612—1984 环氧化合物环氧当量的测定GB/T4613—1984 环氧树脂和缩水甘油醚无机氯的测定(4)、皂机氯的测定GB/T4618—1984 环氧树脂和有关材料易皂化氯的测定(5)加德纳色度法GB/T12007.1—1989 环氧树脂颜色测定方法加德纳色度法GB/T12007.2—1989 环氧树脂钠离子测定方法GB/T12007.3—1989 环氧树脂总氯含量测定方法GB/T12007.4—1989 环氧树脂粘度测定方法GB/T12007.5—1989 环氧树脂密度的测定方法、比重瓶法GB/T12007.6-1989 环氧树脂软化点测定方法环球法GB/T12007.7—1989 环氧树脂凝胶时间测定方法Q/5S69—94 环氧化合物环氧当量的测定—溴化氢-冰乙酸非水滴定法(中国航空总公司第014中心标准)12.2 合成环氧树脂的工作任务分析12.2.1 双酚A型环氧树脂及相关指标1.双酚A型环氧树脂双酚A型环氧树脂又称为二酚基丙烷型环氧树脂,是由二酚基丙烷(双酚A)和环氧氯丙烷在碱性催化剂(NaOH)作用下缩聚而成的树脂产品。

bne环氧化学式

bne环氧化学式

bne环氧化学式
BNE环氧树脂是一种高分子聚合物,由环氧氯丙烷和苯酚通过缩聚反应合成。

其化学式为C19H23ClO4,具体来说,每个分子中含有19个碳原子、23个氢原子、1个氯原子和4个氧原子。

在BNE环氧树脂的合成过程中,首先将苯酚和环氧氯丙烷在催化剂的作用下进行反应,生成中间产物。

然后,通过控制反应条件,使中间产物发生聚合反应,生成高分子量的环氧树脂。

BNE环氧树脂具有优良的绝缘性能、耐腐蚀性能、耐候性能和机械性能,被广泛应用于电子、电器、航空航天、船舶、汽车等领域的绝缘材料、涂料、粘合剂等方面。

由于其优异的性能和广泛的应用领域,BNE环氧树脂已成为现代工业不可或缺的重要材料之一。

此外,BNE环氧树脂还可以和其他树脂、填料、颜料等配合使用,制备出性能各异的新型材料。

例如,将其与固化剂混合,制备出环氧树脂胶粘剂;将其添加到玻璃纤维中,制备出性能优异的复合材料;将其与颜料混合,制备出色彩鲜艳的涂料等等。

总之,BNE环氧树脂作为一种重要的高分子材料,其化学式为C19H23ClO4,具有广泛的应用领域和优异的性能。

随着科学技术的不断发展和进步,BNE环氧树脂将会在更多的领域得到应用,为人类的生产和生活带来更多的便利和效益。

环氧树脂及其合成课件

环氧树脂及其合成课件

03
环氧树脂的应用
环氧树脂在建筑行业的应用
01
02
03
建筑材料
环氧树脂可以用于生产防 水、防腐、防潮的建筑材 料,如瓷砖胶粘剂、地面 涂料等。
建筑加固
环氧树脂具有优秀的粘结 性能和力学性能,可用于 建筑结构的加固和修复。
装饰装修
环氧树脂可以用于室内外 装饰装修,如墙面涂料、 地板涂层等,具有美观、 耐久、易清洁等特点。
环氧树脂在航空航天领域的应用
结构材料
环氧树脂具有高强度、高 刚性、低收缩率等特点, 适用于制造航空航天器的 关键结构件。
密封剂
环氧树脂可以作为航空航 天器密封剂,用于密封舱 门、导管等部位,保证航 空器的气密性和安全性。
绝缘材料
环氧树脂具有良好的绝缘 性能,可以用于制造航空 航天器的绝缘材料,如电 线绝缘层等。
环氧树脂及其合成课件
目 录
• 环氧树脂简介 • 环氧树脂的合成 • 环氧树脂的应用 • 环氧树脂的发展趋势与挑战 • 环氧树脂的环保问题与处理方法
01
环氧树脂简介
环氧树脂的定义
环氧树脂是一种高分子聚合物,其分 子结构中含有环氧基团,通常是由多 元酚和多元醇等原料通过化学反应合 成的。
环氧树脂具有稳定的化学性质和良好 的物理性能,如耐腐蚀、绝缘、粘附 力强等,因此在涂料、胶粘剂、复合 材料等领域得到广泛应用。
随着环氧树脂的性能不断提高,其应用领域也将不断扩大。
创新合成方法
通过创新合成方法,降低生产成本,提高生产效率,是未来发展 的重要方向。
加强环保性能
加强环氧树脂的环保性能,满足日益严格的环保法规要求,是未 来发展的重要方向。
0
废气排放
01
环氧树脂合成过程中使用的溶剂和挥发性物质,会产生废气排

环氧树脂制备的实验报告

环氧树脂制备的实验报告

环氧树脂制备的实验报告《环氧树脂制备的实验报告》在化学实验室里,环氧树脂制备是一个常见的实验项目。

环氧树脂是一种重要的聚合物材料,具有优异的耐化学性和机械性能,因此在工业生产中得到了广泛的应用。

本实验旨在通过合成环氧树脂,探究其制备过程及性质。

首先,我们需要准备环氧树脂的原料。

通常情况下,环氧树脂的制备需要环氧化合物和含有活性氢的化合物。

在实验中,我们选择了环氧乙烷和甲醇作为原料,其中环氧乙烷是一种环氧化合物,而甲醇含有活性氢。

这两种原料在一定的条件下反应,可以得到环氧树脂。

接下来,我们进行了实验操作。

首先将环氧乙烷和甲醇按一定的摩尔比混合,并加入催化剂。

然后将混合物在一定的温度和压力下进行反应,反应时间通常较长,需要数小时甚至数天。

在反应结束后,我们得到了环氧树脂的产物。

随后,我们对合成得到的环氧树脂进行了性质测试。

我们测定了其相对分子质量、玻璃化转变温度、拉伸强度、弯曲强度等物理化学性质,并进行了对比分析。

通过实验结果,我们可以得出合成环氧树脂的质量和性能表现。

在实验过程中,我们遇到了一些困难和挑战。

例如,反应条件的选择、催化剂的使用、产物的纯度等都对实验结果产生了影响。

因此,我们需要不断改进实验方法,以获得更好的实验结果。

总的来说,环氧树脂制备的实验报告为我们提供了一些宝贵的实验数据和经验。

通过这些数据和经验,我们可以更好地理解环氧树脂的制备过程和性质表现,为其在工业生产中的应用提供参考和指导。

同时,我们也意识到了环氧树脂制备过程中存在的一些问题和挑战,为今后的研究和实验提出了新的方向和思路。

希望通过我们的努力,能够为环氧树脂的制备和应用做出更大的贡献。

环氧树脂反应方程式(3篇)

环氧树脂反应方程式(3篇)

第1篇一、环氧树脂的基本概念环氧树脂是一种具有高度交联结构的聚合物,主要由环氧基团(-CH2CH-)组成。

它具有优良的耐化学性、耐热性、电绝缘性等性能,是一种非常重要的合成材料。

二、环氧树脂的反应方程式1. 环氧氯丙烷与酚类物质的反应环氧氯丙烷与酚类物质在催化剂的作用下发生开环反应,生成环氧树脂。

反应方程式如下:nCH2ClCH2CH2OH + mC6H5OH → [C6H5OCCH2CH2CH2O]n + mHCl + nH2O其中,n为环氧氯丙烷的分子数,m为酚类物质的分子数。

2. 环氧氯丙烷与醇类物质的反应环氧氯丙烷与醇类物质在催化剂的作用下发生开环反应,生成环氧树脂。

反应方程式如下:nCH2ClCH2CH2OH + mROH → [ROCH2CH2CH2O]n + mHCl + nH2O其中,n为环氧氯丙烷的分子数,m为醇类物质的分子数,ROH表示醇类物质。

3. 环氧氯丙烷与酸类物质的反应环氧氯丙烷与酸类物质在催化剂的作用下发生开环反应,生成环氧树脂。

反应方程式如下:nCH2ClCH2CH2OH + mRCOOH → [RCOOCH2CH2CH2O]n + mHCl + nH2O其中,n为环氧氯丙烷的分子数,m为酸类物质的分子数,RCOOH表示酸类物质。

三、环氧树脂反应过程中的影响因素1. 催化剂:催化剂在环氧树脂反应中起到关键作用,可以加速反应速率,提高产物的纯度。

常用的催化剂有碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物等。

2. 温度:温度对环氧树脂反应速率有显著影响。

在一定范围内,随着温度的升高,反应速率逐渐加快。

但过高的温度可能导致副反应发生,影响产物的质量。

3. 压力:压力对环氧树脂反应也有一定影响。

在反应过程中,适当提高压力可以加快反应速率,提高产物的产率。

4. 环氧氯丙烷与反应物比例:环氧氯丙烷与反应物的比例对环氧树脂的分子量和结构有重要影响。

适当调整比例可以获得不同性能的环氧树脂。

5. 搅拌:搅拌可以促进反应物之间的接触,提高反应速率。

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合成环氧树脂的工作任务1.环氧树脂概述环氧树脂是分子中含有两个以上环氧基团()的合成树脂。

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。

环氧树脂中含有多种可发生不同功能作用的基团,如环氧基、醚键(-O-)、羟基和苯环,其中环氧基可发生交联反应,醚键耐水解性能优良,羟基发挥粘结作用,苯环发挥耐腐蚀性与耐热性好的作用。

因此固化后的环氧树脂具有坚韧、收缩率低、耐水、耐化学腐蚀、耐有机溶剂、可与许多材料牢固粘结等优点。

与其他热固性树脂相比,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。

环氧树脂具有优良的工艺性能、机械性能和物理性能,几乎能适应和满足各种不同使用性能和工艺性能的要求,因而在电子、机械、化工、航空、交通运输等工业部门得到广泛的应用,这是其他热固性树脂所无法相比的,如今环氧树脂已成为国民经济发展中不可缺少的材料。

环氧树脂的产量和应用水平,也能从一个侧面反映一个国家工业技术的发达程度。

环氧树脂的种类很多,并且不断有新品种出现。

在所有环氧树脂中,生产最早、产量最大、应用最广的是双酚A型环氧树脂。

因为其原材料易得、成本最低,在我国其产量约占环氧树脂总产量的90%,在世界约占环氧树脂总产量的75%~80%。

又因其用途最广,故被称为通用型环氧树脂。

(1)基础标准GB/T1630—1989 环氧树脂命名GB/T2035—1996 塑料术语及其定义(2)产品标准GB/T13657—1992 双酚A型环氧树脂(3)方法标准GB/T4612—1984 环氧化合物环氧当量的测定GB/T4613—1984 环氧树脂和缩水甘油醚无机氯的测定(4)、皂机氯的测定GB/T4618—1984 环氧树脂和有关材料易皂化氯的测定(5)加德纳色度法GB/T12007.1—1989 环氧树脂颜色测定方法加德纳色度法GB/T12007.2—1989 环氧树脂钠离子测定方法GB/T12007.3—1989 环氧树脂总氯含量测定方法GB/T12007.4—1989 环氧树脂粘度测定方法GB/T12007.5—1989 环氧树脂密度的测定方法、比重瓶法GB/T12007.6-1989 环氧树脂软化点测定方法环球法GB/T12007.7—1989 环氧树脂凝胶时间测定方法Q/5S69—94 环氧化合物环氧当量的测定—溴化氢-冰乙酸非水滴定法(中国航空总公司第014中心标准)12.2 合成环氧树脂的工作任务分析12.2.1 双酚A型环氧树脂及相关指标1.双酚A型环氧树脂双酚A型环氧树脂又称为二酚基丙烷型环氧树脂,是由二酚基丙烷(双酚A)和环氧氯丙烷在碱性催化剂(NaOH)作用下缩聚而成的树脂产品。

结构如下:分子结构中n为环氧树脂分子中重复结构单元的数目,亦称链节数。

n越大,树脂的聚合度越高。

双酚A型环氧树脂实际上是含不同聚合度的分子的混合物。

工业上将软化点低于50℃(平均聚合度小于2)的称为低分子量环氧树脂或软树脂;软化点在50℃~95℃之间(平均聚合度在2~5之间)的称为中等分子量树脂;软化点高于100℃(平均聚合度大于5)的称为高分子量树脂。

双酚A型环氧树脂是个系列产品,具有多个牌号,按照GB/T1844-1995规定,环氧树脂缩写代号用“EP”表示。

环氧树脂牌号由两组数字组组成,两组数字间用一字线连接:第Ⅰ数字组-第Ⅱ数字组。

第Ⅰ数字组由5位阿拉伯数字组成。

每一数字(命名顺序号l、2、3、4、5)代表所指的特性,前两位数字表示树脂的化学组分,后三位数字分别表示树脂黏度、环氧当量的范围值和对改性剂或溶剂的规定。

第Ⅱ数字组由3位阿拉伯数字组成。

每一数字(命名顺序号6、7、8)代表所指的特性,分别表示树脂的密度范围值、添加剂类型和特征。

环氧树脂牌号“EP01551-310”表示“双酚A型、半固体、环氧当量210~290 g·mol-1、无改性剂或溶剂、密度(23℃)1.15-1.19g.cm-3、无添加剂、特征未定”的环氧树脂。

新老牌号环氧树脂对照表3-2:表12-2 双酚A型树脂新老牌号对照表国家标准规定牌号 HG2-741-72牌号更老的牌号EP01451-310 E-44 6101EP01551-310 E-42 634EP01661-310 E-20 601EP01671-310 E-12 604EP01681-410 E-06 607EP01691-410 E-03 6092.环氧值:环氧值是鉴别环氧树脂性质的最主要的指标,工业环氧树脂型号就是按环氧值不同来区分的。

环氧值是指每100g树脂中所含环氧基的物质的量数。

环氧值的倒数乘以100就称之为环氧当量。

环氧当量的含义是:含有1mol环氧基的环氧树脂的克数。

[环氧当量]=100/[环氧值]=43/[环氧基的质量分数]对未支化的、端基为环氧基的双酚A型环氧树脂,可按环氧值大致估算其平均相对分子质量。

环氧树脂平均相对分子质量M=2×100/环氧值3.无机氯值:无机氯值是指每100克环氧树脂中残留的氯离子克当量数,单位为[当量/100克]。

氯离子是在环氧树脂反应过程中副生的NaCl未被彻底除掉而残留下来的。

它的存在常温下就会影响环氧树脂固化物的电性能。

通常在树脂生产过程中,只要加强水洗工艺,一般都能做到无机氯值很低,不致影响使用性能。

4.有机氯值:有机氯值是指每100克环氧树脂中含有的有机氯原子的克当量数,单位为[当量/100克]。

有机氯主要指的是可水解氯[-Cl],是由α-加成中间产物1,2-氯代醇醚在脱氯化氢(闭环)时不充分而残留下来的。

有机氯值应尽可能低,否则会影响树脂的固化及固化物的性能。

5.挥发分:树脂的挥发份主要指的是树脂生产过程中残留的微量溶剂的含量,用[%]表示。

6.软化点:软化点是指环氧树脂在温度影响下,由于内能增加,克服其内聚力而发生流动的温度值。

环氧树脂的软化点高或低,间接地表示了树脂分子量的大小。

国内通常用环球法测定树脂的软化点。

12.2.2合成双酚A型环氧树脂的合成路线双酚A型环氧树脂由双酚A和环氧氯丙烷在NaOH存在下经缩聚而成,反应如下:双酚A 环氧氯丙烷这里,EP表示环氧树脂。

即:如果合成的环氧树脂为未支化的、端基为环氧基的产物,根据上面的公式计算环氧树脂的平均相对分子量如下:环氧值E =(0.38+0.45)/2=0.415mol/100g 环氧树脂平均相对分子质量M =2×100/0.415≈482由于平均聚合度n =0时,0M =340;n =1时,1M =624;故链节的相对分子量M L =624-340=284 目标树脂的平均聚合度5.0284)340482()(0=-=-≈L M M M n 也就是说要合成平均聚合度为0.5的环氧树脂,则反应体系中应该有50%的n =0的聚合物和50%的n =1的聚合物。

12.2.3 文献中常见的双酚A 环氧树脂的合成方法资料表明,低分子量双酚A 环氧树脂的合成方法有一步法、二步法、固碱法、溶剂法、共沸脱水法及钠盐法等。

这些方法各有优缺点。

1.一步法一步法是把双酚A (BPA)和环氧氯丙烷( ECH)在氢氧化钠作用下进行缩聚,即开环和闭环在同一反应条件下进行的工艺方法。

这种方法工艺成熟,目前国内的E - 44树脂多是采用这种工艺生产。

这种方法的缺点是反应时间长,而且要求环氧氯丙烷大大过量( n (ECH)∶n (BPA) = 6~12 ∶1) ,环氧氯丙烷消耗较多,增加了反应能耗,副产物多。

2.二步法二步法是将开环、闭环分步进行,即首先让双酚A 和环氧氯丙烷发生醚化反应,生成氯醇醚,当羟基转化率达到80%~90%后,再一次性加入NaOH 水溶液,进行闭环反应。

二步法在醚化时也可以选择铵盐、胆碱作为催化剂。

有时在醚化反应结束后即进行环氧氯丙烷的回收处理,而在环氧化反应时引入适当溶剂(如甲苯)进行溶解以促进反应的进行。

与一步法比较,二步法反应时间短,操作稳定,温度波动小,易于控制,产生的三废少,质量稳定,产率高,可生产系列环氧树脂。

二步法还具有产品环氧值高,分子质量分布窄、粘度低、条件缓和、单体损耗低等优点。

二步法的缺点主要是反应工序比较长,物料损耗比一步法稍高。

另外,从树脂中除去催化剂(如相转移催化剂)困难,而催化剂有一定的乳化作用,还对树脂的固化过程有影响,能缩短树脂的使用寿命,加大固化反应的放热量。

3.固碱法在双酚A 和环氧氯丙烷反应时采用粒状、片状的固体碱代替原来的液碱(催化剂),这样可以使反应体系的含水量减少50% ,减少了环氧氯丙烷的水解,也减少了废水的排放。

但这种方法的工业化还比较困难。

4.溶剂法双酚A 和环氧氯丙烷组成的有机相和碱溶液的水相不能很好的接触,造成反应效果差及周期延长。

针对这种情况,可在反应体系中加入一定量的醇类对反应进行改进。

这种工艺的优点是反应时间短,产品色泽浅, 树脂粘度较小,质量较高,回收的环氧氯丙烷可以直接应用于下一次反应,适合大批量生产。

但在这种方法下,醇类和环氧氯丙烷在碱性介质下会反应生成单缩水甘油醚,而环氧丙烷伯醇醚和环氧氯丙烷沸点很接近,很难分离。

5.共沸脱水法共沸脱水法是对一步法的改进,该法是在带有回流分水装置的反应体系中,加入双酚A 和环氧氯丙烷后升温到沸腾,并保持这种状态,随后滴加液碱到体系中,水和ECH 共沸蒸出,经冷凝后上层水被分走,下层ECH 返回到反应体系,如此循环,直到液碱滴完,水被脱尽为止。

其他工序同一般制造工艺相同。

共沸脱水法分常压共沸脱水和减压共沸脱水两种。

6.钠盐法将双酚A 制成钠盐,再与环氧氯丙烷反应,再进一步处理得到树脂。

可用三乙基苄基氯化铵作催化剂。

这种方法工艺复杂,生产周期长,而且使用的甲醇具有一定毒性,在国内还未见企业采用。

资料表明,目前环氧树脂的生产主要以一步法和二步法(或混合法)为主。

本情境环氧树脂的合成可以采用一步法或二步法进行合成。

12.2.4 环氧树脂聚合反应过程及其控制分析1.环氧树脂的聚合反应机理双酚A 和环氧氯丙烷合成环氧树脂的反应为逐步的聚合反应。

双酚A 与环氧氯丙烷在氢氧化钠存在下发生反应,此反应实际上分为两个阶段进行。

首先在催化量(很少量)的氢氧化钠作用下,环氧基团在伯碳位置处开环而与酚基发生加成反应。

第二个阶段氢氧化钠作为反应试剂脱除HCl 而形成新的环氧基团,反应如下(双酞A 中一个苯酚基作代表):实际上,环氧基是由两个碳原子和一个氧原子组成的三元环(且三元环的两个碳原子和一个氧原子处于同一个平面),氧原子的电负性比碳原子大,由于静电极化作用,使得氧原子电子云密度增加,碳原子电子云密度降低,因此环氧基上存在电子云密度较高的氧原子和电子云密度较低的碳原子两个反应活性中心。

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