环氧树脂研究综述
环氧树脂改性方法的研究现状及进展

环氧树脂改性方法的研究现状及进展【摘要】环氧树脂是一种重要的高分子材料,在工业生产和科研领域中具有广泛的应用。
为了改善环氧树脂的性能,研究者们一直在不断探索各种改性方法。
本文通过分类介绍了目前主流的环氧树脂改性方法,并总结了各种方法的研究现状和新进展。
还探讨了环氧树脂改性方法的应用前景和面临的挑战。
结合已有研究成果,对环氧树脂改性方法进行了总结,并提出了未来研究的方向和展望。
通过本文的综述,可以更全面地了解环氧树脂改性方法的研究现状,为相关领域的研究工作提供参考和借鉴。
【关键词】环氧树脂、改性方法、研究现状、新进展、应用前景、挑战、展望、总结、未来研究方向1. 引言1.1 研究背景环氧树脂是一类重要的高性能塑料材料,具有优异的物理性能和化学性能,因此在航空航天、汽车、电子、建筑等领域具有广泛的应用。
传统的环氧树脂在一些特定领域中难以满足需求,比如耐磨性、耐高温性、抗冲击性等方面存在不足。
为了提高环氧树脂的性能,科研人员们纷纷探索各种环氧树脂改性方法。
环氧树脂改性方法的研究背景主要包括以下几个方面:随着科技的不断发展,人们对材料性能要求越来越高,对环氧树脂的改性需求也逐渐增加。
环氧树脂市场的竞争越来越激烈,产品同质化严重,通过改性可以赋予环氧树脂新的特性,增强其竞争力。
环氧树脂的改性不仅可以提高其性能,还可以扩大其应用范围,满足不同领域的需求。
研究环氧树脂改性方法具有重要意义,可以推动环氧树脂行业的发展,提高材料性能,拓展应用领域,并为解决一些实际问题提供新的思路和方法。
当前,环氧树脂改性方法的研究已经取得一系列成果,但仍有许多挑战与待解决的问题,需要进一步深入研究和探索。
1.2 研究目的环氧树脂是一种常见的高分子材料,具有优异的耐热性、耐腐蚀性和机械性能,被广泛应用于涂料、粘接剂、复合材料等领域。
传统的环氧树脂在一些特定的应用场景下存在着一些问题,如耐化学腐蚀性不足、耐冲击性差等。
为了提高环氧树脂的性能和拓展其应用范围,研究人员不断探索各种环氧树脂改性方法。
环氧树脂材料的制备与性能研究

环氧树脂材料的制备与性能研究在材料学科中,环氧树脂被广泛应用于复合材料、粘接剂和涂料等领域。
它通常由两种化合物组成——环氧树脂和固化剂,通过化学反应制备而成。
相比于其他材料,环氧树脂具有很多优点,比如高强度、优异的化学稳定性以及优秀的粘接性能等。
因此,在不同的领域中,环氧树脂材料被广泛应用,例如在汽车、航天等领域中,由于其出色的力学性能和化学稳定性,可以作为结构件使用。
然而,制备高性能环氧树脂材料的关键技术依然存在挑战,今天我们将探讨常见环氧树脂的制备方法和其性能的研究。
一、环氧树脂的制备方法1.1 预聚物法预聚物法是环氧树脂制备中应用最为广泛的方法。
它通过在环氧辅基上引入一些化学官能团,如羟基、胺基或酸酐基等,以提高环氧树脂的反应活性。
通常在温度较低条件下,将环氧化合物和固化剂混合,然后进行固化反应。
常见的环氧树脂预聚物包括异氰酸酯预聚物、聚乙醇胺预聚物和酸酐预聚物等。
1.2 反应型稠化剂法反应型稠化剂法是直接将稠化剂与环氧气树脂进行反应得到高分子化合物。
此方法的优点是产品表面光滑平整,但稠化剂的加入量较大,灵敏度低。
1.3 环氧化合物和酸酐的缩合反应环氧化合物和酸酐的缩合反应是一种通过环氧化合物和酸酐反应得到环氧树脂的合成方法。
该方法优点是制备过程简单,但其缺点在于所得产品在非常低的温度下或速度较慢的情况下才能固化。
二、环氧树脂材料的性能研究在环氧树脂制备时,环氧化合物和固化剂的种类和配比会影响所得环氧树脂材料的性能。
为了研究环氧树脂材料的性能,通常使用以下几种方法:2.1 压缩和拉伸测试压缩和拉伸测试是一种测试弹性模量、刚度、断裂应变和抗拉强度等材料性能的常用方法。
它通常通过将材料试样在拉伸或压缩作用下进行测试,以分析其力学性能和变形特性。
2.2 动态力学热分析(DMA)动态力学热分析(DMA)是一种耗能分析方法,用于测定材料的力学和热力学性质,如弹性模量、热膨胀系数和玻璃化转移温度等。
在DMA测试中,材料试样在一定频率和幅度下施加挠曲应力,并测量其应变响应,以确定其机械性能。
环氧树脂综述

环氧树脂综述环氧树脂是一种非常重要的高分子材料,具有广泛的应用领域和优良的性能。
它由环氧树脂主链和固化剂组成,可以通过固化剂的反应形成强韧的三维网状结构。
在下面的文章中,我们将通过生动、全面的方式,介绍环氧树脂的基本特性、制备方法、应用领域和未来发展趋势。
首先,让我们来了解一下环氧树脂的基本特性。
环氧树脂具有优异的机械性能,如高强度、高硬度、高韧性和耐磨性。
同时,它还具有良好的耐化学腐蚀性能,能够抵抗酸、碱、溶剂等多种腐蚀介质的侵蚀。
此外,环氧树脂的绝缘性能也非常出色,可以有效地阻隔电流的传导。
这些特性使得环氧树脂被广泛应用于航空航天、汽车、电子、建筑等各个领域。
环氧树脂的制备方法也非常多样化。
目前常用的制备方法主要包括环氧化法、缩聚反应法和交联反应法。
其中,环氧化法是最常见的制备方法之一,通过环氧化剂与双酚A反应生成环氧树脂。
缩聚反应法则是通过环氧树脂与缩聚剂发生缩聚反应,形成高分子量的环氧树脂。
而交联反应法则是利用固化剂与环氧树脂反应,形成三维网状结构的固化环氧树脂。
环氧树脂的应用领域非常广泛。
在航空航天领域,环氧树脂可用于制造航空器的结构件、油漆和胶黏剂等。
在汽车工业中,环氧树脂可用于制造车身零部件、电池盒、防腐涂层等。
在电子领域,环氧树脂可用于封装材料、电路板和电子元件等。
此外,环氧树脂还可以被用于建筑领域、电力领域、船舶领域等。
未来,环氧树脂的发展趋势是绿色、环保和高性能。
随着人们对环境友好性的要求不断提高,越来越多的绿色制备方法将被应用于环氧树脂的制备过程中。
同时,人们对环氧树脂材料性能的要求也在不断增加,如更高的强度、更低的粘度等。
因此,未来的研究重点将放在绿色高性能环氧树脂的制备和应用上。
总之,环氧树脂作为一种重要的高分子材料,在各个领域都有广泛的应用。
它的性能优良,制备方法多样,未来发展前景广阔。
对于从事相关研究和应用的人们来说,了解环氧树脂的基本特性、制备方法、应用领域和未来发展趋势是非常重要的。
环氧树脂老化研究

环氧树脂老化研究环氧树脂是一种广泛应用于涂料、胶粘剂、复合材料等领域的重要化工原料,具有耐腐蚀、耐磨损、绝缘性好等特点。
环氧树脂在使用过程中会遭受各种外界环境因素的影响,导致其老化,降低了性能和使用寿命。
对环氧树脂老化进行研究具有重要意义。
本文将综述环氧树脂老化的研究进展,重点介绍老化机理、检测方法及抗老化改性技术等方面的研究现状。
一、环氧树脂的老化机理环氧树脂老化是指在外界环境作用下,环氧树脂发生结构、性能或外观上的变化。
其主要机理包括光照老化、热老化、氧化老化、湿热老化等。
在光照老化中,紫外光和可见光作用下,环氧树脂中的化学键断裂,导致材料表面发生黄变、裂纹和粗糙等现象;热老化是指在高温下,环氧树脂中的分子链发生断裂、交联减少,使材料变脆、力学性能下降;氧化老化是由于环氧树脂与氧气发生反应,产生氧化物,导致材料劣化;湿热老化是指在高温高湿的环境下,环氧树脂吸水后发生分子链断裂或交联断裂,使材料性能恶化。
了解这些老化机理对于延长环氧树脂的使用寿命具有重要意义。
二、环氧树脂老化检测方法针对环氧树脂老化问题,有许多检测方法可以用来评价环氧树脂的老化程度。
包括物理性能测试、化学性能测试、表面形貌观察等。
物理性能测试包括拉伸强度、弯曲强度、冲击性能等测试,可以客观评价环氧树脂老化后的力学性能变化;化学性能测试则主要集中在老化后环氧树脂的化学结构和成分的变化,包括红外光谱分析、热分析等;表面形貌观察通过扫描电镜观察老化后环氧树脂的表面形貌变化,了解老化过程中的微观结构变化。
这些检测方法为环氧树脂老化状况的评估提供了科学的手段。
三、环氧树脂抗老化改性技术针对环氧树脂的老化问题,研究者们也在不断探索和开发抗老化改性技术。
其中包括添加抗氧化剂、紫外吸收剂、光稳定剂等,以减缓光照老化的过程;通过改变环氧树脂的分子结构或者引入包覆材料来增强其抗热老化能力;通过合成耐候性好的环氧树脂树脂来提高其抗氧化、老化的能力等。
环氧树脂改性方法的研究现状及进展

环氧树脂改性方法的研究现状及进展1. 引言1.1 环氧树脂改性的意义环氧树脂是一种重要的聚合物材料,具有优异的性能和广泛的应用领域。
纯环氧树脂在一些特定的工程应用中存在一些缺陷,例如脆性、耐磨性差、耐溶剂性低等。
为了克服这些缺点,对环氧树脂进行改性已成为当前研究的热点之一。
环氧树脂改性的意义主要体现在提高环氧树脂的性能和应用范围。
通过改性,可以有效改善环氧树脂的力学性能、耐磨性、耐热性、耐化学性等方面的性能,使其更加适用于各种工程领域。
环氧树脂改性还可以扩大环氧树脂的应用范围,满足不同工程需求的要求。
环氧树脂改性不仅可以提高环氧树脂的性能和应用范围,还可以推动环氧树脂在更多领域的应用,促进材料科学领域的发展。
在当前材料科学研究中,环氧树脂改性的意义愈发凸显,具有重要的研究和应用价值。
1.2 环氧树脂改性的研究背景环氧树脂是一种重要的高分子材料,在工业生产中有着广泛的应用。
传统的环氧树脂在某些方面仍然存在一些不足,比如耐热性、耐磨性和耐腐蚀性等方面的性能需要进一步改进。
对环氧树脂进行改性已成为当前研究的热点之一。
环氧树脂改性的研究背景主要源自对环氧树脂性能提升的需求。
传统环氧树脂的性能不能满足现代工业的需求,比如在航空航天、汽车制造、电子设备等领域,对材料性能的要求越来越高。
为了提高环氧树脂的性能,需要通过改性手段来改善其特性。
近年来,环氧树脂改性的研究不断取得新的进展,涌现出了各种改性方法。
从物理改性到化学改性再到纳米材料改性,各种方法都在不同程度上改善了环氧树脂的性能。
通过这些改性方法,环氧树脂的力学性能、耐磨性、耐高温性等方面得到了提升,为其在更广泛领域的应用提供了可能性。
通过对环氧树脂改性方法的研究,可以更好地满足不同领域对材料性能的需求,推动环氧树脂改性技术的发展和应用。
1.3 本文目的和意义本文的目的在于系统总结环氧树脂改性方法的研究现状和进展,探讨不同改性方法的优缺点及应用情况,为环氧树脂材料的性能优化提供参考。
POSS改性环氧树脂制备及性能研究进展文献综述

POSS改性环氧树脂制备及性能研究进展文献综述近年来,随着科学技术的快速发展,环氧树脂作为一种重要的高性能材料得到了广泛的应用。
而POSS作为环氧树脂的一种新型改性剂,具有独特的结构和卓越的性能,引起了广泛的研究兴趣。
本文将综述近年来在POSS改性环氧树脂制备及性能研究方面的最新进展。
首先,POSS改性环氧树脂的制备方法可以分为两类,即物理混合和化学改性。
物理混合是将POSS和环氧树脂机械混合,通过表面张力和分散力使POSS分散在环氧树脂中。
而化学改性是通过共聚或交联反应将POSS与环氧树脂进行共价结合,形成POSS改性环氧树脂。
其次,POSS改性环氧树脂的性能也受到了广泛关注。
研究表明,POSS的加入可以显著改善环氧树脂的力学性能,如增加抗拉强度、弯曲强度和冲击强度。
同时,POSS还可以提高环氧树脂的玻璃化转变温度和热稳定性,减少热膨胀系数和燃烧性能。
此外,POSS改性环氧树脂还具有良好的阻燃性能、耐化学性能和耐热老化性能等。
最后,POSS改性环氧树脂在应用方面也取得了显著的进展。
例如,POSS改性环氧树脂可以用于制备高性能复合材料,如航空航天材料、高性能涂层和电子封装材料等。
此外,POSS改性环氧树脂还可以用于制备低介电常数、低介质损耗的微波介质材料。
另外,POSS改性环氧树脂还可以用于制备纳米复合涂料、纳米填料和纳米复合材料等。
总结起来,POSS改性环氧树脂在制备及性能研究方面取得了显著的进展。
然而,目前仍存在一些问题需要进一步研究解决。
例如,POSS的加入量、POSS在环氧树脂中的分散性以及POSS改性环氧树脂的界面相容性等问题需要深入研究。
同时,对于POSS改性环氧树脂的结构和性能之间的关系还有待深入探索。
我们相信,随着研究的不断推进,POSS改性环氧树脂将在未来得到更广泛的应用。
环氧树脂改性方法的研究现状及进展

环氧树脂改性方法的研究现状及进展环氧树脂是一种重要的工程塑料,在航空航天、汽车、船舶、建筑和家具等领域有着广泛的应用。
由于环氧树脂本身的一些缺陷,如脆性、低耐热性和低耐老化性等,限制了其在一些高端领域的应用。
对环氧树脂进行改性成为了当前研究的热点之一。
本文将对环氧树脂改性方法的研究现状及进展进行探讨。
一、环氧树脂的主要缺陷环氧树脂是由环氧基团和酚醛树脂组成的热固性树脂,具有优良的绝缘性能、耐化学腐蚀性、机械性能和加工性能。
环氧树脂本身也存在一些缺陷:1、脆性:环氧树脂在低温下易变脆,影响了其使用范围;2、低耐热性:环氧树脂在高温下容易软化,影响了其在高温环境下的应用;3、低耐老化性:环氧树脂在紫外线和氧气等长期作用下容易老化,降低了其使用寿命。
二、环氧树脂改性方法为了克服环氧树脂的缺陷,人们提出了多种改性方法,主要包括物理改性、化学改性和形貌改性。
1、物理改性物理改性是通过在环氧树脂中加入填料或增韧剂来改善其性能。
填料可以增加环氧树脂的强度、硬度和耐磨性,常用的填料有硅胶、二氧化硅、碳纤维等。
增韧剂可以提高环氧树脂的韧性,常用的增韧剂有改性橡胶、改性聚酰亚胺等。
物理改性方法简单易行,成本低,但对环氧树脂的化学性能影响较小,且填料的增加也会降低环氧树脂的耐热性。
2、化学改性化学改性是通过改变环氧树脂的分子结构来改善其性能。
常用的化学改性方法包括接枝改性、交联改性和共聚改性。
接枝改性是将环氧树脂与改性剂进行共聚反应,改变其分子链结构,提高其韧性和耐热性;交联改性是通过引入交联剂形成三维网状结构,提高环氧树脂的热稳定性和耐化学性;共聚改性是将环氧树脂与其他树脂进行共聚反应,形成共混物,提高环氧树脂的综合性能。
化学改性方法可以显著提高环氧树脂的性能,但操作复杂,成本较高。
3、形貌改性形貌改性是通过改变环氧树脂的形貌结构来改善其性能。
常用的形貌改性方法包括微波辐射处理、等离子体处理和纳米复合改性。
微波辐射处理可以使环氧树脂分子结构发生变化,提高其耐热性和耐老化性;等离子体处理可以改善环氧树脂的界面性能,提高其与填料的相容性;纳米复合改性是将纳米填料加入环氧树脂中,形成纳米复合材料,提高环氧树脂的力学性能和耐老化性。
水性环氧树脂涂料的应用研究文献综述

水性环氧树脂涂料的应用研究文献综述首先,水性环氧树脂涂料在建筑领域的应用研究文献较为丰富。
孙大
志等(2024)研究了水性环氧树脂涂料的性能以及其在建筑涂料中的应用,结果表明水性环氧树脂涂料具有良好的附着力和耐候性,可以满足建筑涂
料的要求。
此外,李博等(2024)通过添加无机材料改性水性环氧树脂涂料,提高了其硬度和耐磨性,使其更适合用于地坪涂料。
这些研究结果表明,水性环氧树脂涂料在建筑领域具有广阔的应用前景。
其次,水性环氧树脂涂料在汽车领域的应用研究也受到了广泛关注。
杨静等(2024)通过调整水性环氧树脂涂料的配方,研究了其在汽车漆中
的应用效果,结果显示水性环氧树脂涂料具有良好的质感和耐刮性,能够
满足汽车涂料的要求。
此外,张明等(2024)利用水性环氧树脂涂料制备
了一种耐腐蚀的汽车底漆,并测试了其耐化学品和耐海水性能。
研究结果
表明水性环氧树脂涂料具有良好的耐化学性能和耐腐蚀性能,适合用于汽
车底漆。
此外,水性环氧树脂涂料在其他领域的应用研究也有不少成果。
张云
等(2024)通过改变水性环氧树脂涂料的固化剂,制备了一种透明的电子
封装材料,具有良好的绝缘性能和可靠的电性能。
孙明等(2024)研究了
水性环氧树脂涂料在家具涂料中的应用,结果显示水性环氧树脂涂料具有
良好的耐热性和耐磨性,适合用于家具涂料。
综上所述,水性环氧树脂涂料在建筑、汽车、电子、家具等领域的应
用研究取得了很多进展。
未来的研究可以进一步探索水性环氧树脂涂料的
配方和改性方法,以提高其性能,并拓宽其应用领域。
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环氧树脂研究综述(浙江科技学院生化学院, 杭州, 310023)摘要:环氧树脂是一种综合性能优良的热固性树脂,其固化物的粘结性、耐热性、耐化学药品性以及力学性能和电气性能优良的特点,是热固性树脂中应用较大的一个品种。
但其韧性不足,耐热性能也较低,耐冲击损伤低。
本文简单介绍了双酚A环氧树脂的合成方法,主要方法有一步法和二步法。
其次,主要介绍了环氧树脂的改性的最新研究,环氧树脂的阻燃改性有包覆红磷环氧树脂的研究,这是一种值得推广的技术;生物基环氧树脂的研究主要介绍了基于松香的生物基环氧树脂和基于衣康酸的生物基环氧树脂,此研究使生产过程更环保,也使产物更安全,性能更优越。
再次,介绍了环氧树脂的应用进展,对比较新的液晶环氧树脂、有机硅环氧树脂的应用的介绍,同时也介绍了环氧树脂目前的普遍应用,应用于涂料,胶黏剂、电器工业等。
最后是对环氧树脂的研究展望,如新型耐热性环氧树脂、对环氧树脂的阻燃技术和固化剂的研究等。
关键词:环氧树脂包覆红磷生物基环氧树脂应用展望1、前言: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化产物的高分子低聚体(Oligomer)。
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。
环氧树脂是一类具有耐腐蚀、电气绝缘、高机械强度等优良性能的高分子材料,在电子、电气、机械制造、化工防腐、航空航天、船舶运输及其他工业领域中起到重要作用,已成为各工业领域中不可或缺的基础材料[1]。
2、环氧树脂的合成:目前生产最多的是双酚A环氧树脂,主要采用一步法、二步法和混合法。
下面是一步法和两步法的简单介绍。
2.1一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。
2.2二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.环氧树脂的改性:环氧树脂的应用十分广泛,所以对它本身的要求也就更高,对于它的改性研究也很多,这里主要介绍一些最近的研究。
3.1阻燃改性EP的氧指数约为20,属于易燃材料,燃烧时不仅火焰剧烈,而且有可能还散出烟尘和毒气,危害人们的生命财产安全,因此在使用过程中都要加入阻燃剂,通常在环氧树脂中引入卤素、氮、磷、硼和硅等阻燃元素。
磷系阻燃剂是当前阻燃剂领域研究的热点,其中红磷是一种用途很广的阻燃剂,它与白磷不同,在空气中能稳定存在,不会自燃。
红磷是白磷在400℃下经加热一半时间后制得的,一般为无定形态。
它在高温下先生成磷酸,进而生成偏磷酸、多聚磷酸,磷酸是强脱水剂,它能使聚合物脱水变成焦炭,从而隔离了氧气与聚合物接触,起到阻燃作用,但在实际上,使用红磷作阻燃剂时,尚存在与树脂的互容性差、吸湿性强、稳定性差等问题,近年来,包覆技术的出现,有效改善了红磷与EP相容性及稳定性的问题,在高分子材料阻燃领域已经得到了广泛的应用[2-3]。
其主要方法如下:3.1.1原位聚合法[4]指在催化剂的作用下先将溶解于同一种溶剂中的两种单体发生加聚反应生成预聚体,再发生缩合反应形成聚合物,包覆到基材表面生成包覆层[5]。
常怀春等采用原位聚合法制备了以酚醛树脂为包覆层、红磷为基材的包覆红磷,结果表明,激光粒度分布仪测得包覆红磷平均粒径为7.5μm,表面包覆紧密。
包覆红磷对高密度聚乙烯具有较好的阻燃和抑烟作用,添加量在4 份时便能防止熔融滴落现象;添加量为6份时,极限氧指数指标大于27%,达到难燃标准,阻燃性能达FV-0 级;添加量为8份时,最大烟密度从116.4下降至40.7。
阻燃抑烟效果较为显著的原因除红磷本身的作用外,还与所用包覆材料酚醛树脂有关,红磷在燃烧过程中可以促使酚醛结构进一步缩合形成缩合物,这些缩合物可以起到成炭剂的作用,对红磷的阻燃具有增效作用。
3.1.2溶胶-凝胶法[4]首先将包覆材料分散在一种溶剂中,然后水解反应生成具有活性的单体,并发生聚合反应生成溶胶,再添加红磷分散到溶胶中,溶胶以红磷为中心,表面吸附形成凝胶,经过干燥和热处理得到包覆红磷。
李友凤[6]等在不同工艺条件下,利用偏铝酸钠溶液碳分法制得不同形貌的氢氧化铝。
研究了不同形貌的纳米氢氧化铝包覆红磷的稳定性,以溶胶-凝胶法和沉淀法分别进行氢氧化铝包覆超细红磷的实验,通过差热分析、吸湿性测试、扫描电镜和红外光谱等方法探讨了包覆材料和包覆工艺以及影响包覆效果的因素,红磷经氢氧化铝包覆后着火点明显提高,优于有机材料包覆红磷,热解温度在540℃左右,远远高于氢氧化铝和红磷(250℃)的热解温度。
经过溶胶-凝胶法制备的层状氢氧化物包覆红磷的样品稳定性较好,并且两步法的效果相对较好。
3.1.3白度化包覆红磷[4]指经过白色颜料掺混或经高分子薄膜多层包覆改性的包覆红磷产品,改性后的包覆化红磷一般为浅灰色或白色的细微粉末,在使用加工过程中具有不返红的特点,它比紫红色的包覆红磷具有更高的热稳定性、耐水解性和使用安全性,着火点提高到320℃~330℃[7]。
3.2对于原料的改进目前双酚A环氧树脂产量占最大比例,但研究报道,双酚A对生命体的健康存在极大的威胁,因此开发可替代双酚A环氧树脂的环境友好型树脂具有重大意义。
目前有对生物基环氧树脂的一些研究。
3.2.1基于松香的生物基环氧树脂[8]松香无毒无味,是一种重要的可再生资源。
它主要由各种异构化的松香酸C19 H29COOH和少量中性物组成,其中松香酸约占其总量的90%以上。
MMP和MPA是以松香为原料制成的固化剂。
CHDB和BTCA是石油基固化剂。
MMP与CHDB,MPA与BTCA 作为固化剂固化后所得环氧树脂的模量基本相同,但是MMP和MPA具有略高的Tg。
这些固化剂固化得到的环氧树脂与通用的比性能相当。
如下图1所示:图1松香基固化剂MMP、MPA与石油基固化剂CHDB、BTCA的结构示意图Fig.1Structural of rosin-based curing agents MMP and MPA as well as petroleum basedcuring agent CHDB and BTCA为了提高生物碳的含量,以松香酸为原料,合成了马来海松酸酐和三官能度松香环氧树脂(合成路线见图2),将2者固化,得到一种全生物基的热固性树脂,此树脂具有相对高的Tg(164 ℃)、弯曲强度(70 MPa)和模量(2200 MPa) 。
图2马来海松酸酐及三官能度松香环氧树脂的合成路线Fig.2 Synthesis of maleopimaric anhydride and trifuctional rosin-epoxy resin 缩水甘油胺型环氧树脂是高性能复合材料常用的树脂基体[9],特点是多官能团、黏度低、活性高、环氧当量小、交联密度大、耐热性高、粘接力强、力学性能和耐腐蚀性好。
缩水甘油胺环氧固化物的机械强度、耐热性都远远超过双酚A型环氧树脂。
3.2.2基于衣康酸的生物基环氧树脂[8]衣康酸(IA)是以淀粉等农副产品为原料经生物发酵而成,美国能源部公布的最具发展潜力的12种生物质平台化合物之一[10]。
与双酚A环氧树脂相比,衣康酸基环氧树脂具有更高的环氧值(0.625)和固化活性。
衣康酸基环氧固化物的Tg 、拉伸强度、弯曲强度和模量分别达到了130.4 ℃、87.5 MPa、152.4 MPa 和3400MPa,与双酚A环氧固化物相当甚至更高。
合成路线如图3所示:图3衣康酸基环氧树脂(EIA)的合成路线Fig.3 Synthesis of itaconic acid based epoxy resin (EIA)为了使双键也变成环氧基团的环氧单体,设计合成一种三官能度的衣康酸基环氧树脂(TEIA),TEIA具有高环氧值(1.16),低黏度(0.92Pa·s,25 ℃)和高的固化活性,合成过程见图4图4三官能度衣康酸基环氧树脂的合成Fig.4 Synthesis of trifuctional EIA resin3.3环氧树脂的增韧改性[11]环氧树脂作为综合性能最好的胶粘剂基体,有“万能胶”之称,很早就被应用于制备胶粘剂,但因为环氧树脂固化产物具有较高的交联密度,会导致固化产物脆性大、耐冲击强度低、易开裂且耐热性能差等缺点,极大的限制了环氧树脂在诸多领域的应用。
故在使用环氧树脂时需对其进行增韧改性。
目前使用的增韧改性方法主要有(1)橡胶弹性体增韧环氧树脂 (2)热塑性树脂增韧环氧树脂 (3)超支化聚合物增韧环氧树脂 (4)核壳结构聚合物增韧环氧树脂4.环氧树脂的应用进展:[12]4.1 液晶环氧树脂问世时间不长,是一种高度有序、深度交联的聚合物网络,它融合了液晶有序与网络交联的优点,与普通环氧树脂相比,其耐热、耐水和耐冲击性都得到改善,可以用来制备高性能复合材料;同时,液晶环氧树脂在取向方向上具有线性膨胀系数小、介电强度高、介电损耗小的特点,可以应用在高性能需求的电子封装领域,是一种具有美好应用前景的结构和功能材料。
4.2 有机硅环氧树脂具有有机硅和环氧树脂两者的优点,有阻燃、防潮、耐水、耐热等优良特性,可广泛应用于航空航天领域。
4.3 环氧树脂除了对聚烯烃等非极性塑料粘结性不好之外,对于各种金属材料如铝、钢、铁、铜;非金属材料如玻璃、木材、混凝土等;以及热固性塑料如酚醛、氨基、不饱和聚酯等都有优良的粘接性能,因此有万能胶之称。
4.4 由于环氧树脂的绝缘性能高、结构强度大和密封性能好等许多独特的优点,已在高低压电器、电机和电子元器件的绝缘及封装上得到广泛应用,发展很快。