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　　摘要：分析了自制的双酚F型环氧树脂固化物的力学性能,讨论了双酚A型环氧树脂共混体系的性能.展望了双酚F型环氧树脂的应用前景。　　关键词：双酚F、环氧树脂　　1、前言　　双酚A型环氧树脂自40年代问世以来，因其优良的电绝缘性、耐热性、耐腐蚀、粘接性及其固化物和复合材料的良好机械性能，被广泛应用于航天、航空领域和汽车、造船、机电气、化工等民用行业中，在国民经济中占有重要的地位。对环氧树脂为主的热固性聚合物复合材料使用性能要求，一是要提高其使用温度，二是要提高其冲击后压缩强度CAI值(compreion after impact)。这两方面的性能，对其分子结构的要求是矛盾的：提高耐热性则要求引入刚性基因，而引入这些基因却不利于CAI值的提高。工艺性能上要求降低其粘度，以利于浸渍，满足特殊工艺如RTM等的要求，利用活性稀释剂和低粘度固化剂可以达到降低配方体系粘度的目的，但活性稀释剂的使用会在一顶程度上降低固化产物的机械性能和热性能，而降低粘度液态固化剂的选择有限。因此，研制新型结构的低粘度环氧树脂是改进其工艺性能的一个重要途径。　　双酚F环氧树脂是近年来发展的一个新品种，它是由双酚F和环氧氯丙烷缩合而成。双酚F型液态环氧树脂具有较低的粘度，其固化物具有较好的综合性能。目前国外著名的环氧树脂制造公司几乎都有该类产品，表1给出了国外主要公司生产的该类环氧树脂的主要品种。　　本文将介绍用自行研制的双酚F合成的双酚F型环氧树脂固化物的性能，同时研究了双酚F环氧树脂与双酚A环氧树脂共混体系及其固化物的性能和特点，并探讨了其应用前景。　　2、液态双酚F型环氧树脂的合成，是采用自行研制的双酚F商购的环氧丙烷缩合而成　　3、液态双酚F型环氧树脂的性能　　（1）分子结构特征　　双酚F环氧树脂室温下具有较低的粘度，与双酚A型环氧树脂链段中的异丙撑相比，双酚A型环氧树脂链段中的甲撑基因有更大的旋转性，刚性较低，此外，因为双酚F中存在三酚、四酚化合物及少量的五酚化合物，相应的环氧树脂中存在三、四、五环氧基的化合物，在某种程度上能降低环氧树脂整体的规整性。　　（2）双酚F型环氧树脂及其固化物的性能　　为了易于与双酚A环氧树脂性能进行对比，同时测定了双酚F环氧树脂和商购的E-51双酚A环氧树脂及其固化物的性能，列于表1。从表中可以看出，双酚F环氧树脂其固化物的力学性能比双酚A型稍高，而粘度却比后者低，其他性能相差无几。　　　　　　　　　　　　表1 双酚F环氧树脂和双酚A环氧树脂及其固化物的性能比较　树脂环氧值mol/100g 25℃粘度（Pa.s） ω（二乙烯三胺% 固化温度℃固化度% 拉伸强度MPa 弯曲强度MPa 吸水率% 双酚F0.5763.0115909051.41050.39双酚A(E-51)0.5422.015909145.9 101 0.45 固化条件：90℃/3h　　4、双酚F型环氧树脂对与双酚A环氧树脂共体系性能的影响　　众所周知，共混高聚物可以用两类方法制备：物理共混和化学共混。物理共混包括机械共混、溶液浇铸共混和乳液共混等；化学共混包括溶液接枝和溶胀聚合等。研究新型的高聚物是开发新材料的一种途径，利用新的高聚物与已有的高聚物共混复合效应，制备综合性能比其中任一个单组分优异的材料体系，也是开发新型材料的一个重要而有效的途径。　　在本研究中，利用双酚F型环氧树脂低粘度的特性，对双酚A型环氧树脂进行共混改性，取得了非常明显的效果。在工程实践中，为了降低通用的双酚A型环氧树脂的粘度，常常在体系中加入活性稀释剂改善其工艺性能，但活性稀释剂在一顶程度上降低了固化产物的机械性能和热性能。在研究过程中，我们将双酚F型环氧树脂与双酚A型环氧树脂进行物理共混改性，这样可明显降低双酚A型环氧树脂的粘度。实验结果表明：双酚F型环氧树脂对双酚A型环氧树脂的稀释作用相当明显，在共混树脂体系中，双酚F型环氧树脂的质量分数只需达到20%左右，则混合树脂体系的粘度降到双酚A型环氧树脂粘度的1/2左右。同时也可以表明，通过调整双酚F型环氧树脂的质量体系，可以制备出不同粘度的共混环氧树脂体系。双酚F型环氧树脂的开发应用能大大括宽双酚A环氧树脂的应用范围。　　双酚F型和双酚A型环氧树脂的共混产生的效应，降低了混合环氧树脂的粘度，大大提高了环氧树脂的工艺性能。同时在共混体系中，双酚F的低空间位阻和双酚A的异丙撑基因高空间位阻的复合，可使固化产物的交联密度提高，固化物本身的密度也能提高。这表现在宏观性能上，将会使共混环氧树脂固化物获得较好的力学性能和较低的吸水率。表3为双酚F环氧树脂质量分数对固化物力学性能及吸水率的影响。　　双酚A型和双酚F型环氧树脂共混改性大大改善了通用型环氧树脂固化物的综合性能，当双酚F的质量分数在40%～60%时，其共混的复合效应最佳：拉伸强度、弯曲强度、吸水率达到最佳值。　　5、展望　　综上所述，双酚F型环氧树脂粘度低，工艺性能好，其固化物力学性能好，吸水率低。通过对双酚A型环氧树脂中加入双酚F型环氧树脂，不但降低了体系的粘度，改善了双酚A型环氧树脂的工艺性能，同时由于共混改性和复合效应的作用，固化物的综合性能可以得到明显的提高。因此双酚F型环氧树脂的开发应用大大拓宽了双酚A型环氧树脂的应用范围。　　双酚F型环氧树脂可应用于无溶剂固体涂料、铸塑及浇铸成型材料、层压材料等要求液态粘度低的领域。由于双酚F型环氧树脂或双酚F型和双酚A型共混环氧树脂具有良好的耐热性、耐水性和电学性能，还可用于变压器等的浇铸及灌封材料、半导体用密封料、半导体导电胶等领域。双酚F型环氧树脂的开发应用，将会给我国的军民两用复合材料和相关的应用带来积极的影响。