第三组 环氧树脂
环氧树脂

中国研制环氧树脂始于1956年,在沈阳、上海两地首先 获得了成功。1958年上海、无锡开始了工业化生产。20世纪 60年代中期开始研究一些新型的脂环族环氧:酚醛环氧树脂、 聚丁二烯环氧树脂、缩水甘油酯环氧树脂、缩水甘油胺环氧 树脂等,到70年代末期中国已形成了从单体、树脂、辅助材 料,从科研、生产到应用的完整的工业体系。近年来我国环 氧树脂开发和应用研究发展迅速,产量不断增加,质量不断 提高,新品种不断涌现。
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双酚A型环氧树脂,目前应用最广,其分子中的双酚A骨架提 供强韧性和耐热性,亚甲基链赋予柔软性,醚键赋予耐化学 药品性,羟基赋予反应性和粘接性。
双酚F型环氧树脂与双酚A型环氧树脂性质相似,只不过其黏 度比双酚A型环氧树脂低得多,适合作无溶剂涂料。
双酚S型环氧树脂也与双酚型A型环氧树脂相似,其黏度比双 酚A型环氧树脂略高,其最大的特点是固化物具有比双酚A型 环氧树脂固化物更高的热变型温度和更好的耐热性能。
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② 环氧化烯烃类
CH2 CH CH CH2 CH2 CH CH CH2
O
O
③ 新型环氧树脂
OO O NRN O
OO
此外,还有混合型环氧树脂,即分子结构中同时具有两 种不同类型环氧基的化合物。
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二、按官能团的数量分类
按分子中官能团的数量,环氧树脂可分为双官能团环氧
树脂和多官能团环氧树脂。对反应性树脂而言,官能团数的
O
O
O
O
O
O
CH2
CH2 n
10
脂肪族缩水甘油醚树脂:
O CH2 CH CH2 O CH2
O CH2 CH CH2 O CH
O CH2 CH CH2 O CH2
环氧树脂

环氧树脂环氧树脂的介电性能、力学性能、粘接性能、耐腐蚀性能优异,固化收缩率和线胀系数小,尺寸稳定性好,工艺性好,综合性能极佳,更由于环氧材料配方设计的灵活性和多样性,使得能够获得几乎能适应各种专门性能要求的环氧材料,从而使它在电子电器领域得到广泛的应用。
并且其增长势头很猛。
尤其在日本发展极快。
以1998年世界主要消费环氧树脂的国家及地区,用于电子电器领域的环氧树脂占各国或地区环氧树脂总消费量的比例来看:日本为40%,西欧为24%,美国为19%。
而我国只占13%。
随着我国四大支柱产业之一——电子工业的飞速发展,预计环氧树脂在此领域中的应用必将会有大幅度的增长。
环氧树脂在电子电器领域中的应用主要有:电力互感器、变压器、绝缘子等电器的浇注材料,电子器件的灌封材料,集成电路和半导体元件的塑封材料,线路板和覆铜板材料,电子电器的绝缘涂料,绝缘胶粘剂,高压绝缘子芯棒、高电压大电流开关中的绝缘零部件等绝缘结构材料等。
后三类环氧材料将下面章节介绍中一一介绍。
环氧树脂电子电器封装及绝缘材料的发展方向主要是:提高材料的耐热性、介电性和阻燃性,降低吸水率、收缩率和内应力。
改进的主要途径是:合成新型环氧树脂和固化剂;原材料的高纯度化;环氧树脂的改性,包括增韧、增柔、填充、增强、共混等;开发无溴阻燃体系;改进成型工艺方法、设备和技术。
1、环氧树脂浇注及浇注材料环氧树脂浇注是将环氧树脂、固化剂和其他配合料浇注到设定的模具内,由热塑性流体交联固化成热卧性制品的过程。
由于环氧树脂浇注产品集优良的电性能和力学性能于一体,因此环氧树脂浇注在电器工业中得到了广泛的应用和决速的发展。
环氧树脂浇注的工艺方法,从不同的工艺条件去理解有不同的区分方法。
从物料进入模具的方式来区分可分为浇注和压注。
浇注指物料自流进入模具。
它又分常压浇注和真空浇注。
压注指物料在外界压力下进入模具,并且为了强制补缩,在物料固化过程中,仍保持着一定的外压,它由过去的简单加压凝胶法发展成现在成熟的自动压力凝胶法。
(整理)环氧树脂EP

环氧树脂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。
环氧树脂的性能和特性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。
环氧树脂及环氧树脂胶粘剂本身无毒,但由于在制备过程中添加了溶剂及其它有毒物,因此不少环氧树脂因此“有毒”,近年国内环氧树脂业正通过水性改性、避免添加等途径,保持环氧树脂“无毒”本色。
目前绝大多数环氧树脂涂料为溶剂型涂料,含有大量的可挥发有机化合物(voc),有毒、易燃,因而对环境和人体造成危害。
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,具有独特的结构和性质。
本文将从环氧树脂的化学结构、物理性质、制备方法和应用领域等方面进行解析。
一、化学结构环氧树脂的化学结构主要由环氧基团构成。
环氧基团是由两个相邻碳原子上的一个氧原子与一个氢原子形成的三元环结构。
环氧基团的存在使得环氧树脂具有良好的反应活性和交联能力。
此外,环氧树脂还可以通过引入不同的官能团来改变其性质,如羟基、胺基、酮基等。
二、物理性质由于环氧树脂的化学结构特殊,使得其具有许多独特的物理性质。
首先,环氧树脂具有优异的机械性能,如高强度、高硬度和高韧性。
其次,环氧树脂具有良好的耐化学腐蚀性能,能够在酸、碱、溶剂等恶劣环境下长期使用。
此外,环氧树脂还具有良好的绝缘性能和耐热性能,能够在高温环境下稳定工作。
三、制备方法环氧树脂的制备方法主要有两种,即通过环氧化反应和通过缩聚反应。
环氧化反应是将双酚A等化合物与环氧化剂(如环氧氯丙烷)反应,生成环氧树脂。
缩聚反应是将环氧基团与胺类化合物反应,形成交联结构的环氧树脂。
这两种方法都需要在一定的温度和压力下进行,通常需要添加催化剂来促进反应的进行。
四、应用领域由于环氧树脂具有优异的性能,因此在许多领域得到了广泛应用。
首先,环氧树脂被广泛应用于涂料和胶粘剂行业。
由于其良好的附着性和耐腐蚀性,环氧树脂涂料可以用于金属、混凝土等材料的保护和装饰。
其次,环氧树脂还被广泛应用于电子电器行业。
由于其良好的绝缘性能和耐高温性能,环氧树脂可以用于制造电子元件、电路板等。
此外,环氧树脂还被应用于航空航天、汽车制造、建筑材料等领域。
环氧树脂是一种具有独特结构和性质的高分子材料。
其化学结构主要由环氧基团构成,具有良好的反应活性和交联能力。
环氧树脂具有良好的物理性质,包括机械性能、耐化学腐蚀性能、绝缘性能和耐热性能等。
环氧树脂的制备方法主要有环氧化反应和缩聚反应两种。
由于其优异的性能,环氧树脂在涂料、胶粘剂、电子电器等领域得到了广泛应用。
环氧树脂名词解释

环氧树脂名词解释
环氧树脂指的是环氧基团超过两个的聚合物,属于热固性树脂中的一种,具有一定的化学活性,与内含活泼氢的化合物混合在一起后,可以生成网状结构。
此外,环氧树脂的产量非常大,且种类齐全,在工业领域中经常使用。
环氧树脂的作用是什么
1、环氧树脂能够做成涂料,而在涂料的行业中所占的比例还是比较重要的,比如它的耐化学性比较优越,尤其是耐碱性,同时它的附着能力也非常强,还能够拥有比较好的保色性,所以一般可以用作一种防腐蚀漆或者底漆所使用。
2、还可以作为粘胶剂,因为它的粘性比较显著,再加入其他的成分,就能够用于各个场合,所以有万能胶的称呼。
比如在木材上面,金属材料上面,玻璃上面等等都能够用于连接,还有一些汽车零部件都运用到。
3、在电子电器材料方面,因为它具有一定的
绝缘性能,密封性能比较好,所以可以用于一些电子元器件的绝缘效果。
4、在土建材料方面,可以做成一种防水的涂料,有环氧树脂的涂料,还有防腐的地坪,环氧砂浆等等都用到了环氧树脂。
环氧树脂及其性能特征讲解共21页文档

16、业余生活要有意义,不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰,也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人,而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着,就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书,莫被书掌握;要为生而读,莫为读而生。——布尔沃
END
环氧树脂及其性能特征讲解
36、“不可能”这个字(法语是一个字 ),只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气,不要看破要突 破,不 要嫉妒 要欣赏 ,不要 托延要 积极, 不要心 动要行 动。 38、勤奋,机会,乐观是成功的三要 素。(注 意:传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素,但 是经过 统计学 和成功 人士的
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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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
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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

CH2 O C O CH2 CH CH2 N N C N
CH O
CH2
O CH2 CH CH2
C O
四缩水甘油基二氨基二亚甲基苯 (tert-GDDM) 三缩水甘油基三聚异氰酸酯 (tri-GIC)
中国研制环氧树脂始于1956年,在沈阳、上海两地首先获得了成功。 1958年上海、无锡开始了工业化生产。20世纪60年代中期开始研究一 些新型的脂环族环氧:酚醛环氧树脂、聚丁二烯环氧树脂、缩水甘油酯 环氧树脂、缩水甘油胺环氧树脂等,到70年代末期中国已形成了从单体、 树脂、辅助材料,从科研、生产到应用的完整的工业体系。近年来我国 环氧树脂开发和应用研究发展迅速,产量不断增加,质量不断提高,新 品种不断涌现,由年产能力不足1.5万吨发展到目前的20万吨左右,预 计到2010年将达到30万吨左右。
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O CH2 CH O CH2 CH CH2 N CH2 CH2 N CH2 CH2
O CH CH2 O CH CH2
O CH2 CH O CH2 CH CH2 N CH2 O CH2 O CH CH2
四缩水甘油基二甲苯二胺 (tert-GXDA)
三缩水甘油基-p-氨基苯酚 (tri-PAP)
O
n
Br
CH3 C CH3
Br Br CH2 O Br
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② 缩水甘油酯类 如邻苯二甲酸二缩水甘油酯,其化学结构式为:
O CH2 CH CH2 CH O O CH2 O C CH2 O C O
③ 缩水甘油胺类 由多元胺与环氧氯丙烷反应而得,如:
R R′
N CH2
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L/O/G/O环氧树脂Epoxy resin
组员:薄晓园高淑娴赵洋王俊分工:赵洋王俊收集资料高淑娴PPT制作薄晓园
主讲定义分子结构中至少含有两个环氧基的单体(或其预聚物)与固化剂反应所形成热固性树脂。环氧树脂的品种繁多,其双酚A型树脂是最主要的品种。
CHOCH环氧树脂的特性①具有多样化的形式②黏附力强③收缩率低④力学性能优良⑤化学稳定性好⑥电绝缘性良好⑦尺寸稳定性好⑧耐霉菌环氧树脂的种类1.缩水甘油醚类2.缩水甘油酯类3.缩水甘油胺类4.线性脂肪族类5.脂环族类
ORCH2CH
OCH
2
COROCH2CHOCH
2
RNCH2CHOCH
2
R'
CHCHCHOCH
RR'R''
OCHCHCHCHO缩水甘醚类环氧树脂双酚A型环氧树脂 双酚A型环氧树脂是由环氧氯丙烷与双酚A(二酚基丙烷)在碱性催化剂作用下反应而生成的产物。
CCH3CH3OCH2CHOHCH2OOCH2CHOCCH3CH3OCH2CHCH2OnCH
2环氧基和羟基赋予树脂反应性,使树脂固化物具有很强的内聚力和胶接力;醚键和羟基是极性基团,有助于提高浸润性和黏附力;醚键和C-C键使大分子具有柔韧性;苯环赋予聚合物以耐热性和刚性。异丙基也赋与大分子一定的刚性;-C-O-键的键能高,从而提高了耐碱性。双酚A型环氧树脂大分子结构具有以下特征:
(1)大分子的两端是反应能力很强的环氧基;(2)分子主链上有许多醚键,是一种线型聚醚结构;(3)n 值较大的树脂分子链上有规律地、相距较远地出现许多仲羟基,可以看成是一种长链多元醇;(4)主链上还有大量苯环、次甲基和异丙基。其反应式:COHHOCH3CH3+CH2ClCHOCH2NaOH(n+1)(n+2)
CCH3CH3OCH2CHOHCH2OOCH2CHOCCH3CH3OCH2CHCH2OnCH
2①粘合性高。原始树脂中极性羟基和醚键的存在以及固化期间轻微的收缩,使环氧树脂具有很高的粘合强度。②收缩性低。树脂分子在液态就有高度缔合,固化过程中又不放出副产物,故收缩率低,未改性树脂体系的收缩率小于2%。③易变性。环氧树脂体系的性能,可通过多种类型树脂的并合、多种固化剂的选择、改性剂和填料的添加而得到改进,能够加工成为许多不同性能的品种。④良好的操作特性。很多树脂体系都可在室温操作,有些混合过程只需一般的加热即可。⑤优良的电性能、力学性能、耐化学药品性能。⑥主要缺点是:耐热性和韧性不高,耐湿热性和耐候性差。
双酚A型环氧树脂的重要性质酚醛型环氧树脂酚醛型环氧树脂主要有苯酚线性酚醛型环氧树脂和邻甲酚线性酚醛环氧树脂两种。酚醛型环氧树脂的合成方法与双酚A型环氧树脂相似,都是利用酚羟基与环氧氯丙烷反应来合成的,所不同的是前者是利用线性酚醛树脂中酚羟基与环氧氯丙烷反应来合成的,而后者是利用双酚A中的酚羟基与环氧氯丙烷反应来合成。酚醛型环氧树脂的合成分二步进行,第一步,由苯酚与甲醛合成线性酚醛树脂,第二步,由线性酚醛树脂与环氧氯丙烷反应合成酚醛型环氧树脂,反应原理如下:OH+ (n +1) HCHO酸性催化剂OHCH2OH
CH2
OH
n(n +2)
NaOHOHCH2OHCH2
OH
n+CH2ClCHOCH2(n +2)
OCH2OCH2
O
n
CH2CHOCH2CH2CHOCH2CH2CHOCH
2
线性酚醛树脂的聚合度n约等于1.6左右,经氧化后,线性树脂分子中大致含有3.6个环氧基。双酚S型环氧树脂双酚S型环氧树脂是由双酚S与环氧氯丙烷在碱性条件下合成的一种耐高温环氧树脂。
其反应式:双酚S型环氧树脂大分子结构具有以下特征:
①双酚S型环氧树脂的两端是反应能力很强的环氧基。②分子主链上有很多醚键,是一种线性聚醚结构。③n值较大的树脂分子链上有规律的、相距较远的出现许多仲羟基。④主链上还有大量的苯环和砜基。各结构单元赋予树脂的功能:①环氧基和羟基赋予树脂反应性,使树脂固化物具有很强的内聚力和粘结力。②醚键和羟基是极性基团,有助于提高浸润性和粘附力。③醚键和碳碳键使大分子具有柔顺性。苯环赋予聚合物以耐热性和刚性。④-C-O-键的健能较高,提高耐碱性。⑤由于双酚S环氧树脂中用强极性的砜极取代双酚A型环氧树脂的异丙基,因此可以提高树脂的耐热性和耐稳定性。⑥砜基还提高了粘结力,增加了环氧树脂的开环活性。环氧树脂只有与固化剂配合使用才能发挥其作用。固化剂的种类、性能及用量对其固化速度、操作工艺及固化产物的各项性能影响很大,是环氧树脂胶黏剂中不可缺少的组成部分。
按固化机理固化剂可分为加成固化剂型和催化固化型两类。加成型固化剂为含有活性氢的化合物。催化性固化剂一般不含活性氢。
环氧树脂的固化剂固化剂
加成型
催化型咪唑类,如:2-乙基-4-甲基咪唑叔胺类脂肪族叔胺,如三乙醇胺芳香族叔胺,如苄基二甲胺Lewis酸类
无机盐,如氯化亚锡
络合物,如三氯化硼甘油
胺类酸酐类聚合物,如低分子聚合胺潜伏型,如双氰胺酮亚胺
酸酐,如顺丁烯二酸酐改性酸酐,如顺酐与环戊二烯加成物
脂肪族伯、仲胺,如二乙烯三胺芳香族伯胺,如间苯二胺脂环族胺,如六氢吡啶改性胺,如593固化剂混合胺,如间苯二胺与DMP-30混合物环氧树脂的其他辅助剂(1)固化促进剂在环氧树脂胶粘剂中,为了加速固化反应,降低固化温度,缩短固化时间所加入的一些物质为固化促进剂。常用的固化促进剂主要有取代酚类与一些催化型固化剂。促进剂的用量一般不高于5%,否则会降低固化物的耐热性等性质。稀释剂可降低胶粘剂的粘度,改善工艺性能,增加对被粘物的浸润性,从而提高粘接强度。稀释剂有非活性稀释剂(丙酮、甲苯、乙酸乙酯等)和活性稀释剂(501环氧丙烷丁基醚、662甘油环氧树脂、600二缩水甘油醚等)两大类。
(2)稀释剂填料不仅可以降低成本,还可以改善胶黏剂的许多性能。例如降低收缩性、降低热膨胀系数,提高耐热性、导电性,改善流变特性。常见的填料有石棉粉、水泥粉、滑石粉、刚玉粉等。
(3)填料环氧树脂的应用环氧树脂具有优良的粘接性、热稳定性以及优异的耐化学药品性,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。作为涂料用的环氧树脂约占环氧树脂总量的35%。按环氧树脂固化方式的不同,环氧树脂涂料可分为常温固化型、自然干燥型、烘干型以及阳离子电泳环氧涂料。
(1)涂料
环氧树脂涂料在防腐蚀、电气绝缘、交通运输、木土建筑及食品容器等领域有着广泛的应用。(2)胶粘剂环氧类胶粘剂主要由环氧树脂和固化剂两大部分组成。为改善某些性能,满足不同用途还可以加入增韧剂、稀释剂、促进剂、偶联剂等辅助材料。由于环氧胶粘剂的粘接强度高、通用性强,曾有“万能胶”、“大力胶”之称,在航空、航天、汽车、机械、建筑、化工、轻工、电子、电器以及日常生活等领域得到广泛的应用。应用领域被粘材料主要特征主要用途土木建筑混凝土,木,金属,玻璃,热固性塑低黏度,能在潮湿面(或水中)固化,低温固化性混凝土修补(新旧面的衔接),外墙裂缝修补,嵌板的粘结,下水道管的连接,地板粘结,建筑结构加固。
电子电器金属、陶瓷,玻璃,FRP等势固性塑料电绝缘性、耐湿性,耐热冲击性,耐热性,低腐蚀性电子元件,集成电路,液晶屏,光盘,扬声器,磁头,铁芯,电池盒,抛物面天线,印制电路板
航天航空金属,热固性塑料,FRP(纤维增强塑料)耐热,耐冲击,耐湿性,耐疲劳,耐辐射线同种金属、异种金属的粘接,蜂窝芯和金属的粘接,复合材料,配电盘的粘接
汽车机械金属,热固性塑料,FRP耐湿性,防锈,油面粘接,耐磨耐久性(疲劳特性)车身粘结,薄钢板补强,FRP粘结,机械结构的修复、安装
体育用品金属,木,玻璃,热固性塑料,FRP耐久性,耐冲击性滑雪板,高尔夫球杆,网球拍
其他金属,玻璃,陶瓷低毒性,不泛黄文物修补,家庭用环氧树脂胶环氧工程塑料主要包括用于高压成型的环氧模塑料和环氧层压塑料,以及环氧泡沫塑料。环氧工程塑料也可以看作是一种广义的环氧复合材料。环氧复合材料主要有环氧玻璃钢(通用型复合材料)和环氧结构复合材料,如拉挤成型的环氧型材、缠绕成型的中空回转体制品和高性能复合材料。环氧复合材料是化工及航空、航天、军工等高技术领域的一种重要的结构材料和功能材料。
(3)工程塑料复合材料