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一种增韧型环氧树脂的合成工艺及性能

时间:2011-04-12 12:02:16 来源: 作者:小辉点击:次

摘要：用自制二元醇C2与环氧氯丙烷反应合成了一种增韧型环氧树脂,该树脂它具有双官能环氧活性基团，并且粘度低、流动性好，与环氧树脂和固化剂配合使用，具有极好的相溶性。因其主体结构同时包含刚性和韧性链段，因而使该树脂在应用中基本保持了环氧树脂原有性能,而且更具备了良好的韧性。本文对该树脂的合成方法以及在应用中的电气性能和力学性能进行了初步研究。

关键词：环氧树脂；韧性；力学性能，电气性能。

0前言

环氧树脂是一种热固性树脂，因具有优异的粘接性、机械强度、电绝缘性及良好的工艺性等特性，而广泛应用于胶粘剂、涂料、复合材料基体等方面。由于通用型双酚A环氧树脂具有刚性的内部结构、较高的粘度，因而在使用中存在质脆、耐疲劳性、抗冲击韧性差等缺点，难以满足粘接、浇注、涂料等工程应用的要求，使其应用范围受到一定的限制，因而对环氧树脂的改性工作一直是中外研究的热门课题，其中环氧树脂的增韧是改性工作中的一个重要领域。

环氧树脂的增韧方法很多，虽然研究探讨了几十年，有些增韧方法已经很成熟，但近来仍不断有新的增韧方法、新的增韧剂出现。目前国内外的研究主要集中在两方面，一方面是在应用中添加各种增韧剂达到增韧的效果；另一方面是不断研发新的产品，从树脂结构改性方向着手，获得具有更具性能优势的高分子材料，以适应市场的需求。本文即探讨了以改性结构的二元醇和环氧氯丙烷反应，在分子结构中同时引入刚性和柔性两种分子结构，合成新型结构的增韧型环氧树脂并与普通增韧剂性能的对比。

1树脂的合成

1.1合成原料

合成原料见表1.

1.2合成方法

表1合成原料

表格1

在装有电动搅拌、冷凝器、滴液漏斗、自动控温系统的烧瓶中，加入计量的a组分、d组分和部分e组分，开动搅拌并加热，升温到预定温度充分溶解，滴加计量过的b组分进行醚化反应，因反应过程为放热反应，应注意滴加速度以及冷却，确保反应平稳进行，滴加结束，继续搅拌3到5小时，使反应充分完全。反应完毕，滴加计量过的c组分，进行闭环反应,因反应过程为放热反应，应注意滴，加速度以及冷却，确保反应平稳进行。滴加结束，继续搅拌1到3小时，使反应充分完全。闭环反应结束后，将物料水洗至中性，蒸馏出溶剂e，过滤得到质量指标如表2的韧性环氧树脂。

1.3结果讨论

实验结果显示，C2和环氧氯丙烷的配比对产物分子结构、最终分子量的的影响很大，由此影响最终的环氧值和粘度，配比失真的结果会使树脂的分子量增大，在环氧氯丙烷过量时，因结合氯含量增加而使分子量增大，在C2过量时则会结合成更大的分字结构，因此，适当的摩尔比是合成的关键。实验结果表明，在环氧氯丙烷略小于理论用量时，产品质量和收率都较为理想和稳定。其次，在醚化反应过程中的温度，滴加速度等，也对环氧值有着较重要的影响。温度过高、滴加速度过快，副反应速度将加快，环氧值会降低。

表2韧性环氧树脂的性能指标

表2

液碱的浓度、用量、滴加速度和滴加温度，会对水解氯产生重要的影响。液碱浓度过低，体系中水分含量升高，也会加速副反应的进行，温度过高、滴加速度过快，同样会加速副反应的进行。需要说明的是，液碱的用量过低，闭环反应不充分，会残留易皂化氯，影响产品的最终性能，过高则会促进副反应的进行。

水洗对无机氯至关重要，同时也影响了最终的收率。水洗过程中采用循环水洗工艺，使水洗用水量降到最低，且确保了最终无机氯指标和收率。

关键词： 一种环氧树脂合成

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