环氧树脂知识
环氧树脂知识手册
—— 概况———— 性能—————— 合成 ———————— 应用 —————————— 发展目 录第一部分 环氧树脂的概况 (1)一、环氧树脂的定义及发展简史 (1)二、 环氧树脂的性能及应用特点 (3)三、环氧树脂的应用领域及国内外应用发展概况 (5)第二部分 环氧树脂的性能 (13)一、环氧树脂的类型及合成方法 (13)二、环氧树脂的命名 (14)三、环氧树脂的化学反应性 (16)第三部分 环氧树脂的合成 (21)一、双酚A型环氧树脂的合成 (21)二、其他双酚型缩水甘油醚环氧树脂的合成 (26)三、多酚型缩水甘油醚环氧树脂的合成 (29)第四部分 环氧树脂的应用 (32)一、环氧树脂的固化 (32)二、环氧树脂的固化成型 (35)三、环氧树脂的改性 (37)四、环氧树脂涂料 (44)五、环氧树脂胶粘剂 (48)六、环氧树脂电子电器封装及绝缘材料 (53)七、环氧树脂复合材料 (55)八、环氧树脂在建筑中的应用 (58)第五部分 环氧树脂的发展 (63)一、合成新的固化剂 (63)二、新型耐热环氧树脂 (64)三、新型耐温、耐湿环氧树脂及复合物 (65)四、液晶环氧树脂 (66)五、纳米材料在环氧树脂中的应用 (67)第一部分 环氧树脂的概况一、环氧树脂的定义及发展简史1.1 环氧树脂定义环氧树脂（Epoxy Resin）是泛指含有两个或两个以上环氧基，以脂肪族、脂环族或芳香族等有机化合物为骨架并能通过环氧基团反应形成有用的热固性产物的高分子低聚体(01igolner)。
当聚合度n为零时，称之为环氧化合物，简称环氧化物(Epoxide)。
这些低相对分子质量树脂虽不完全满足严格的定义但因具有环氧树脂的基本属性在称呼时也不加区别地统称为环氧树脂。
在工业技术领域中，有些例外与上述定义不符，例如制造飞行器涂料所用芳香基多元醇，尽管每个分子中环氧基含量低于2，甚至是零，传统上也称之为环氧树脂，它与高分子质量酚氧化合物非常相似，其合成的原料与主要的工业环氧树脂相同，因而也称为环氧树脂。
环氧树脂相对分子质量计算
环氧树脂相对分子质量计算1. 环氧树脂的基本知识环氧树脂，这玩意儿可真是个好东西！它在工业、建筑、艺术等领域都发挥着重要作用。
想象一下，你在家里DIY，涂上一层光滑的环氧树脂，哇，立马就有了艺术气息！这种树脂的魔力在于它的粘合性和耐磨性，很多人用它来修复物品，简直就是现代的“补天”神器。
不过，今天我们不聊这些花里胡哨的，咱们来聊聊环氧树脂的相对分子质量，听上去是不是有点儿高大上？其实啊，学会这点知识，你也可以成为化学达人！2. 什么是相对分子质量相对分子质量，简单说就是一个分子的“重量”。
想想你的体重，跟这个有点像，只不过这是分子级别的。
在化学中，我们常常需要知道某种物质的相对分子质量，以便计算配比和反应条件。
环氧树脂一般由两种主要成分组成：环氧树脂单体和固化剂。
这两种物质的分子量各自不同，所以我们得好好算一算，才能知道它们混合后的效果。
2.1 计算环氧树脂的相对分子质量那么，如何计算环氧树脂的相对分子质量呢？首先，我们得知道成分的分子量。
比如，常见的环氧树脂是双酚A环氧树脂，分子式是C21H24O5。
这里面的每个元素都有一个特定的原子量，比如碳（C）大约是12，氢（H）是1，氧（O）是16。
我们只要把这些乘以各自的原子个数，然后加起来就行了。
别担心，算数学题就像剥洋葱，有点儿麻烦，但最终总会让你流泪（好吧，这个比喻有点儿夸张）。
2.2 示例计算来吧，咱们实际算一算！对于C21H24O5：碳：21 × 12 = 252氢：24 × 1 = 24氧：5 × 16 = 80把这些数字加在一起，我们就得到了：252 + 24 + 80 = 356所以，双酚A环氧树脂的相对分子质量是356。
这意味着如果你有356克这样的分子，它们的数量就是1摩尔。
听起来是不是很简单？就是这么回事！3. 实际应用知道了相对分子质量之后，咱们就能更好地使用环氧树脂了。
无论是做家具、工艺品，还是修复东西，配比总是要讲究的。
环氧树脂基本知识讲解
环氧树脂的未来市场和应用前景
市场前景：随着环氧 树脂性能的不断提升 和成本的降低，其在 建筑、汽车、航空航 天等领域的应用将进 一步扩大，市场前景 广阔。
应用前景
• 电子电器领域：环 氧树脂可用于封装 、绝缘、导电涂层 等方面，随着电子 行业的快速发展， 其需求将持续增长 。
• 新能源领域：环氧 树脂可用于风力发 电机叶片、太阳能 电池板封装等，助 力新能源产业的可 持续发展。
电子电器领域
其他领域
环氧树脂可用于电子元器件的封装、绝缘 和固定，提高电子元器件的可靠性和稳定 性。
环氧树脂还可应用于建筑材料、复合材料 、航空航天材料等多个领域，发挥着重要 作用。
02
环氧树脂的分类和特性
环氧树脂的分类
双酚A型环氧树脂
由双酚A与环氧氯丙烷在碱性条件
下反应制得，是产量最大、应用
最广的品种。
VS
研究手段
科学家们运用先进的实验手段和技术，如 分子设计、纳米技术等，以挖掘环氧树脂 的更大潜力。
环氧树脂的发展趋势
环保化
随着环保意识的提高，低 挥发、无溶剂、水性等环 保型环氧树脂将成为主流 。
高性能化
通过引入新型固化剂、改 性剂等手段，提高环氧树 脂的力学性能、耐热性、 耐腐蚀性等。
功能化
赋予环氧树脂导电、导热 、阻燃等特殊功能，以满 足电子、新能源等高端领 域的需求。
安全防护
在环氧树脂的加工过程中，需要注意防火、防毒等安全防 护措施，避免事故的发生。同时，操作人员需要佩戴合适 的防护用具，确保人身安全。
04
环氧树脂的改性和应用
环氧树脂的改性方法
物理改性
通过添加填料、增韧剂等物理手段，改善环氧树脂的力学性 能、热稳定性等。这种方法简单易行，但效果相对有限。
环氧树脂基本知识
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。
⑤建筑工业：在道路、桥梁、地坪、钢铁结构、建筑、墙体涂料、堤坝、工程施工、文物修补等行业也会广泛用到。
⑥胶粘剂、密封剂和复合材料领域：如风力发电机叶片、工艺品、陶瓷、玻璃等各种物质之间的粘接，碳纤维板材的复合、微电子材料的密封等等。
（四）．环氧树脂胶的特性
1、环氧树脂胶是在环氧树脂的基础上对其特性进行再加工或改性，使其性能参数等符合特定的要求，通常环氧树脂胶也需要有固化剂搭配才能使用，并且需要混合均匀后才能完全固化，一般环氧树脂胶称为A胶或主剂，固化剂称为B胶或固化剂（硬化剂）。
2、反映环氧树脂胶固化前的主要特性有：颜色、粘度、比重、配比、凝胶时间、可使用时间、固化时间、触变性（止流性）、硬度、表面张力等。
粘度(Viscosity)：是指胶体在流动中所产生的内部摩擦阻力，其数值由物质种类、温度、浓度等因素决定。
凝胶时间：胶水的固化是从液体向固化转化的过程，从胶水开始反应起到胶体趋向固体时的临界状态的时间为凝胶时间，它由环氧树脂胶的混合量、温度等因素决定。
吸水率(Water absorption)：是指物质吸水程度的量度。系指在一定的温度下把物质在水中浸泡一定时间所增加的质量百分数。
拉伸强度(Tensile strength)：拉伸强度是胶体拉伸至断裂时的最大拉伸应力。有称扯断力、扯断强度、抗张力、抗张强度。单位为MPa。
环氧树脂固化物 硬度
环氧树脂固化物硬度一、环氧树脂基础知识1.1 环氧树脂的定义环氧树脂是一种重要的无机-有机复合材料，其主要成分是环氧基团。
环氧树脂在室温下是液态状态，但在与固化剂反应后可形成高分子固态结构。
1.2 环氧树脂的固化机理环氧树脂通过与固化剂反应，发生聚合反应从而形成三维网络结构。
常用的固化剂包括胺类、酸类和酸酐类。
1.3 环氧树脂的应用领域环氧树脂广泛应用于粘接、涂覆、灌封、模塑等领域。
其特点包括优异的机械性能、耐化学腐蚀性和耐高温性。
二、环氧树脂固化物硬度的意义2.1 硬度的定义硬度是指材料抵抗外力作用下发生塑性变形的能力。
对环氧树脂固化物来说，硬度是评估其结构强度的重要指标。
2.2 硬度与性能的关系环氧树脂固化物的硬度与其密度、交联度、分子量等有很大关系。
较高的硬度通常意味着更高的强度、刚性和耐磨性。
三、影响环氧树脂固化物硬度的因素3.1 固化剂的选择不同种类的固化剂对环氧树脂的硬度具有不同的影响。
胺类固化剂通常能够提高环氧树脂固化物的硬度。
3.2 固化时间和温度固化时间和温度是影响环氧树脂固化物硬度的重要因素。
通常情况下，固化时间较长和固化温度较高会导致较高的硬度值。
3.3 添加剂的影响添加剂的选择也会对环氧树脂固化物硬度产生影响。
例如，添加填料能够增加硬度和强度，而添加增韧剂则可以改善其韧性。
3.4 固化物的后处理环氧树脂固化物的后处理也会对硬度产生影响。
例如，热处理和表面处理可以提高其硬度。
四、环氧树脂固化物硬度测试方法4.1 斯克伦温度硬度试验斯克伦硬度试验是一种常用的测试方法，通过将一定压力的圆顶压入样品表面，根据样品表面形成的凹陷程度来评估硬度值。
4.2 洛氏硬度试验洛氏硬度试验是另一种常用的测试方法，通过压入样品表面的钻石锥尖来测量硬度值。
4.3 压痕硬度试验压痕硬度试验是一种常用的微观硬度测试方法，通过对样品表面施加一定压力的金刚石压头，测量其在样品表面留下的压痕长度和宽度来计算硬度值。
环氧树脂基础知识汇总
环氧树脂基础知识汇总环氧简介环氧树脂（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。
（环氧树脂是一种从液态到黏稠态、固态多种形态的物质。
它几乎没有单独的使用价值，只有和固化剂反应生成三维网状结构的不溶不熔聚合物才有应用价值，因此环氧树脂归属于热固性树脂，属于网络聚合物范畴。
）分类按室温下的状态，环氧树脂可分为液态环氧树脂和固态环氧树脂。
液态树脂指相对分子质量较低的树脂，可用作浇注料、无溶剂胶粘剂和涂料等。
固态树脂是相对分子质量较大的环氧树脂，是一种热塑性的固态低聚物，可用于粉末涂料和固态成型材料等。
例如，双酚A型环氧树脂：双酚A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（通常用NaOH）作用下缩聚而成。
液态双酚A型环氧树脂：平均相对分子质量较低，平均聚合度n＝0～1.8。
当n＝0～l 时，室温下为液体，如YN1828，BE188(E-51)，YN1826(E-44)等。
固态双酚A型环氧树脂：平均相对分子质量较高。
n＝1.8～19。
当n＝1.8～5时为中等相对分子质量环氧树脂。
软化点为55～95℃。
如长春化工BE501(E-20)，BE501(E-12)等。
溶剂型环氧树脂：是一种低分子量环氧树脂溶液。
将固体树脂与溶剂按照一定的比例混合而成。
例如BE501X75，主体树脂为501固体树脂（E-20），X为溶剂（二甲苯），75代表固含。
01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。
环氧基的含量直接关系到固化物交联密度的大小。
从而成为影响固化物性能的主要因素之一。
例如：BE188、YN1828=E-51，环氧值为0.51 BE501=E-20，环氧值为0.202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。
环氧树脂的制备
环氧树脂的制备一、环氧树脂的基础知识环氧树脂可是个超有趣的东西呢！它是一种高分子聚合物，具有很多独特的性能哦。
从化学结构上来说，它包含环氧基团，这可是它能发生各种奇妙反应的关键所在。
它的外观呢，通常是一种黏稠的液体或者是固体，颜色也有很多种，像透明的、淡黄色的之类的。
环氧树脂的性能超棒，它具有很强的黏附性，就像超级胶水一样，可以把很多东西紧紧地粘在一起。
而且它的机械性能也不错，能够承受一定的压力和拉力，在很多需要强度的地方都能派上用场。
它还具有良好的耐化学腐蚀性，面对一些酸碱等化学物质，也能比较淡定地保持自己的性能。
二、环氧树脂的制备原料制备环氧树脂可离不开那些重要的原料呀。
首先得有双酚A，这是一种白色晶体，在环氧树脂的合成中可是起着基石一样的作用呢。
然后就是环氧氯丙烷，它是一种液体原料，这两者在反应中相互作用。
除了这两个主要的原料之外，还可能会用到一些催化剂，像氢氧化钠之类的，来促进反应的进行。
这些原料就像是厨师做菜的食材一样，每一种都很关键，缺了哪一种都做不出美味的“环氧树脂大餐”哦。
三、环氧树脂的制备方法1. 一步法这种方法就是把双酚A和环氧氯丙烷直接放在一起反应。
在反应过程中，要控制好反应的温度、压力等条件。
比如说温度，要控制在一定的范围内，如果温度太高，可能会导致反应过于剧烈，产生一些副反应，影响环氧树脂的质量；如果温度太低呢，反应又会很慢，效率就不高了。
同时，在反应过程中还要不断地搅拌，这样可以让原料充分地接触，就像搅拌蛋糕糊一样，让各种原料混合得更均匀。
2. 两步法两步法相对来说就更细致一些啦。
首先，双酚A和环氧氯丙烷在碱的存在下进行第一步反应，生成一种中间产物。
这个中间产物然后再进行进一步的反应，最终得到环氧树脂。
两步法的好处是可以更好地控制反应的进程，得到的环氧树脂质量可能会更稳定一些。
不过呢，两步法的操作相对复杂一点，需要更多的步骤和更精确的控制。
四、环氧树脂制备中的注意事项在制备环氧树脂的时候，安全可不能忽视哦。
环氧607分子量
环氧607分子量1. 简介环氧607是一种常用的环氧树脂，广泛应用于涂料、胶粘剂、复合材料等领域。
在使用环氧607之前，了解其分子量对于控制产品性能和应用效果非常重要。
2. 环氧树脂的基本知识2.1 环氧树脂的结构环氧树脂是由含有环氧基团的单体经过聚合反应而形成的高分子化合物。
其化学结构中含有一个或多个环状的三元醚结构（环氧基团），这种结构赋予了环氧树脂独特的性能。
2.2 环氧树脂的特性•良好的粘接性能：环氧树脂可以与多种材料粘接，包括金属、陶瓷、玻璃等。
•优异的机械性能：具有较高的强度和硬度，同时具有一定程度的韧性。
•良好的耐化学性：对酸、碱、溶剂等具有较好的抗侵蚀性。
•优良的耐热性：可以在高温环境下保持较好的性能。
•电绝缘性能：具有良好的电绝缘性能，可以用于电子元器件的封装和固化。
3. 分子量对环氧607的影响3.1 分子量的定义分子量是指分子中所有原子质量的总和。
对于环氧树脂来说，分子量越大，通常意味着其聚合度越高、分散度越均匀。
3.2 分子量与物理性能关系•粘度：分子量越大，环氧607的粘度通常会增加。
高粘度的环氧树脂适合用于涂料和胶粘剂等需要较高粘接强度的应用。
•强度：一般来说，较高分子量的环氧607具有更高的强度和硬度。
这是因为高分子量使得聚合物链之间交联更紧密，增加了材料的机械强度。
•耐热性：较高分子量通常意味着较高的玻璃化转变温度（Tg），即环氧树脂开始软化变形的温度。
因此，高分子量的环氧607通常具有更好的耐热性能。
•成型性：较低分子量的环氧树脂在固化过程中通常会产生较多的挥发物，可能导致收缩和缺陷。
而较高分子量的环氧607可以减少这些问题，提高成型质量。
4. 分子量的测定方法4.1 凝胶渗透色谱法（GPC）凝胶渗透色谱法是一种常用的测定高分子物质分子量分布和平均分子量的方法。
它基于高分子溶液在柱上通过时，不同分子量的聚合物会以不同速度通过柱床，从而实现对聚合物分子量的测定。
4.2 光散射法（LS）光散射法是一种直接测定溶液中高分子物质分子量的方法。
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环氧树脂一般和添加物同时使用，以获得应用价值。
添加物可按不同用途加以选择，常用添加物有以下几类：（1）固化剂；（2）改性剂；（3）填料；（4）稀释剂；（5）其它。
其中固化剂是必不可少的添加物，无论是作粘接剂、涂料、浇注料都需添加固化剂，否则环氧树脂不能固化。
由于用途性能要求各不相同，对环氧树脂及固化剂、改性剂、填料、稀释剂等添加物也有不同的要求。
现将它们的选择方法简介于下：
（一）环氧树脂的选择
1、从用途上选择
作粘接剂时最好选用中等环氧值（0.25-0.45）的树脂，如6101、634；作浇注料时最好选用高环氧值（>0.40）的树脂，如618、6101；作涂料用的一般选用低环氧值（<0.25）的树脂，如601、604、607、609等。
2、从机械强度上选择
环氧值过高的树脂强度较大，但较脆；环氧值中等的高低温度时强度均好；环氧值低的则高温时强度差些。
因为强度和交联度的大小有关，环氧值高固化后交联度也高，环氧值低固化后交联度也低，故引起强度上的差异。
3、从操作要求上选择
不需耐高温，对强度要求不大，希望环氧树脂能快干，不易流失，可选择环氧值较低的树脂；如希望渗透性也，强度较好的，可选用环氧值较高的树脂。
（二）、固化剂的选择
1、固化剂种类：
常用环氧树脂固化剂有脂肪胺、脂环胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、树脂类、叔胺，另外在光引发剂的作用下紫外线或光也能使环氧树脂固化。
常温或低温固化一般选用胺类固化剂，加温固化则常用酸酐、芳香类固化剂。
2、固化剂的用量
（1）胺类作交联剂时按下式计算：
胺类用量=MG/Hn
式中：
M=胺分子量
Hn=含活泼氢数目
G=环氧值（每100克环氧树脂中所含的环氧当量数）
改变的范围不多于10-20%，若用过量的胺固化时，会使树脂变脆。
若用量过少则固化不完善。
（2）用酸酐类时按下式计算：
酸酐用量=MG（0.6~1）/100式中：
M=酸酐分子量
G=环氧值（0.6~1）为实验系数
3、选择固化剂的原则：固化剂对环氧树脂的性能影响较大，一般按下列几点选择。
（1）、从性能要求上选择：有的要求耐高温，有的要求柔性好，有的要求耐腐蚀性好，则根据不同要求选用适当的固化剂。
（2）、从固化方法上选择：有的制品不能加热，则不能选用热固化的固化剂。
（3）、从适用期上选择：所谓适用期，就是指环氧树脂加入固化剂时起至不能使用时止的时间。
要适用期长的，一般选用酸酐类或潜伏性固化剂。
（4）、从安全上选择：一般要求毒性小的为好，便于安全生产。
（5）、从成本上选择。
（三）、改性剂的选择
改性剂的作用是为了改善环氧树脂的鞣性、抗剪、抗弯、抗冲、提高绝缘性能等。
常用改性剂有：
（1）、聚硫橡胶：可提高冲击强度和抗剥性能。
（2）、聚酰胺树脂：可改善脆性，提高粘接能力。
（3）、聚乙烯醇叔丁醛：提高抗冲击鞣性。
（4）、丁腈橡胶类：提高抗冲击鞣性。
（5）、酚醛树脂类：可改善耐温及耐腐蚀性能。
（6）、聚酯树脂：提高抗冲击鞣性。
（7）、尿醛三聚氰胺树脂：增加抗化学性能和强度。
（8）、糠醛树脂：改进静弯曲性能，提高耐酸性能。
（9）、乙烯树脂：提高抗剥性和抗冲强度。
（10）、异氰酸酯：降低潮气渗透性和增加抗水性。
（11）、硅树脂：提高耐热性。
聚硫橡胶等的用量可以在50-300%之间，需加固化剂；聚酰胺树脂、酚醛树脂用量一般为50-100%，聚酯树脂用量一般在20-30%，可以不再另外加固化剂，也可以少量加些固化剂促使反应快些。
一般说来改性剂用量越多，柔性就愈大，但树脂制品的热变形温度就相应下降。
为改善树脂的柔性，也常用增韧剂如：邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二辛酯。