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环氧树脂分子量


环氧树脂(Epoxy Resin)是泛指含有 2 个或两个以上环氧基,以脂肪族或芳香族为主链的 高分子预聚物。 (某些环氧化合物因具有环氧树脂的基本属性在称呼时也被不加区别地称为 环氧树脂) 。典型的环氧树脂结构为: 化学名称:双酚 A 二缩水甘油醚 英文名称:Diglycidyl ether of bis phenol A(缩写 DGEBP A) 环氧基是环氧树脂的特性基团, 它的含量多少是这种树脂最重要的指标。 描述环氧基含量有 3 种不同的方法。 环氧当量 是指含有 1mol 环氧树脂的质量,低相对分子质量(分子量)环氧树脂的环氧当量 为 175-200g/mol,随着分子是的增大环氧基间的链段越长,所以高分子量环氧树脂的环氧 当量就相应的高。如果在树脂的链段中没有支链,是线型分子,链段的两端都是以一个环氧 基为终止, 那么环氧当量将是树脂平均分子量的一半。 由此可推导出, 分子量=环氧当量× 2, 这一公式只适用于上述理想状态。 环氧当量这个物理量常被美国、 欧洲各国、 日本等国采用。 环氧值 每 100g 树脂中所含有环氧在的物质的量(摩尔) 。这种表示方法有利于固化剂用量 的计量和用量的表示。因为固化剂用量的含义是每 100g 环氧树脂中固化剂的加入量 (part perhundred of resin 缩写成 phr) 。我国采用环氧值这一概念。 环氧质量分数 每 100g 树脂中含有环氧基的质量(克) 。这一物理量是俄罗斯、东欧各国所 惯用的。 3 种表示方式之间的互相换算公式如下: 环氧基分子量为 43/mol 环氧质量分数=环氧基分子量环× 环氧值 环氧树脂是一种以液态到固态的物质。 它几乎没有单独的使用价值, 一般只有和固化剂反应 生成三维网状结构的不溶不熔聚合物才有应用价值。因引环氧树脂归属于热固性的树脂范 畴。这种由预聚体变成固化产物。按其用途分别称为环氧树脂涂层、环氧树脂胶粘剂、环氧 树脂层压板、环氧树脂浇铸料等。 制备低分子量环氧树脂 制备低分子量环氧树脂从合成反应来看要尽量抑制分子链之间的反应,避免分子链的增长。 保证主反应优先进行。具体对策如下: (1) 采用环氧氯丙烷大大过量的方法。虽然有文献报道环氧氯丙烷和双酚 A 的摩 尔比 1:20 可以顺利地制得分子量为 370 的产物,但是从工业生产角度来看加收氯守的数量 太大,树脂的单批产率下降,是不经济的方法。通常采用 m(ECH):m(DPP)=(6~12):1 (2) 反应分两步进行用催化剂使 ECH 和 DPP 先醚化生成氯醇醚,随后进行不化 反应。 (3) 控制加碱量,使分子链之间的反应在投入碱的情况下难以进行。 (4) 处理残留氯时用浓度低的碱或弱碱化合物。 制备高纯度的树脂 针对减少 β 加成反应,完善闭环程度,降低氯含量尤其是可水解氯,降低杂质 Na+、K+的 含量,提高树脂和透明度,降低树脂色泽的目标可以采用下列措施。 (1) 控制加碱反应初期的和热量,选择适当的低温进行反应,避免环氧氯丙烷与 双酚 A 产生 β 加成反应。 但是反应温度太低又会使反应周期太长, 因此适当的低温很重要。 (2) 使用高倍量低浓度的液碱尽可能除去残留有机氯。 (3) 选用适当的催化剂完善环化反应。 (4) 加强树脂的清洗,净化处理去除副产物和残留碱。 (5) 用磷酸或磷酸氢钠等弱酸处理残留的碱。 (6) 为了制得无色的树脂,采用高纯度的原料:双酚 A 含量>99%,游离酚含量小

于 0 .5% (质量分数) 环氧氯丙烷含量≥99% ; (质量分数) 液碱中的三氧化二铁小于 0.03%(质 ; 量分数)。 (7) 用特殊的催化剂和处理剂合成树脂减轻产物的色泽。

如何设计低应力环氧树脂配方
机能性环氧树脂配方设计技术的重要内容是低应力环氧树脂配方设计技术,江山江环化学公司最近在这方 面取得了研究成果,对业界很有启发和帮助。根据江环化学的研究成果,应该如何设计低应力环氧树脂配 方、或者说低应力环氧树脂配方应该如何设计,个中关键是什么、需要注意什么?中国环氧树脂行业协会 专家日前对此进行详细介绍。 江环化学的研究人员首先研究了材料应力(STRESS),然后重点解读了降低应力的方法。据中国环氧树脂 行业协会专家介绍,在降低热应力方面他们的结论是尽可能降低(T2-T1)值:首先降低最高发热温度 T2(假 定发热总量为恒定值), 可分散发热法(分散效应)分段固化、 低温固化, 延长固化时间, 同时用添加填料法(稀 析效应)吸收反应热,使整体温度降低,还可用快速放热法(发散效应)——易放热构造设计、导热系数良好 的固化系统(树脂、固化剂和填料等);其次是减少固化发热的总量(分子设计的方法),包括降低反应基浓度 法——提高环氧当量(或固化剂的当量)——EEW 值对最高发热温度和覆铜板性能有很大影响;最后是热应 力的析放。 降低异种材料之间的线膨胀系数差重点是 2 个方面:采用线膨胀系数小的固化系统,填料添加;降低弹 性率重点也是 2 个方面——降低交联密度:提高 EEW、提高分子量、长链式构造等;可塑化:包括分子外 可塑化即加入热可塑性树脂(硅橡胶等),分子内可塑化即在分子中加入烃基、芳香基、含硅的环氧树脂等 2-4、分子间应力;分子量不同的固化物分子,因弹性率不同而引起的应力(影响材料的长期信赖性)。据中 国环氧树脂行业协会专家介绍,具体的解决方法一是固化系统分子量均一化,二是使用具有分子内氢键结 合的环氧树脂固化系统。 低应力环氧树脂配方设计最终要注意的是:应力的集中和分鞴料的应力集中在锐角处,角度越小,单位 面积内的应力越大(形状因素)。中国环氧树脂行业协会专家据江环化学的研究成果,特别提醒说设计时, 在不影响性能、外形等前提下,应尽可能考虑“被埋物”与树脂材料接界处的形状(尽可能平滑、圆滑),以最 大限度地分散应力。这也许是最重要的一点,或者说关键所在。


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