環氧樹脂的性質詳情介紹

環氧樹脂都含有環氧基，因此環氧樹脂及其固化物的性能相似，但環氧樹脂的種類繁多，不同種類的環氧樹脂碳架結構有較大的差別，其性質有一定的差別。同一種類、不同牌號的環氧樹脂因相對分子質量、分子量分布差異，其粘度、軟化點、化學反應性等理化性質也有一定差異。即使同一種類同一牌號的環氧樹脂，其固化物的性質也因固化劑及固化工藝的不同而有所不同

一般來說，作為目前應用*廣的雙酚A型環氧樹脂，其分子中的雙酚A骨架提供強韌性和耐熱性，亞甲基鏈賦予柔軟性，醚鍵賦予耐化學物品性，羥基賦予反應性和粘接性。雙酚F型環氧樹脂與雙酚A型環氧樹脂性質相似，只不過其粘度比雙酚A型環氧樹脂低得多，適合做無溶劑涂料。雙酚S型環氧樹脂也與雙酚型A型環氧樹脂相似，其粘度比雙酚A型環氧樹脂略高，其特點是固化物具有比雙酚A型環氧樹脂固化物更高的熱變型溫度和更好的耐熱性能，氫化雙酚A型環氧樹脂的特點是樹脂的黏度非常低，但凝膠時間比雙酚A型環氧樹脂凝膠時間長兩倍多，其固化物的特點是耐候性好，可用于耐候性的防腐蝕涂料。酚醛環氧樹脂主要包括苯酚線性酚醛環氧樹脂和鄰甲酚線性酚醛環氧樹脂，其特點是每分子的環氧樹脂官能度大于2，可使涂料的交聯密度大，固化物耐化學物品型、耐腐蝕性以及耐熱性比雙酚A型環氧樹脂好，但漆膜較脆，附著力稍低，且常常需要較高的固化溫度，常用作集成電路和電子電路、電子元器件的封裝材料。溴化環氧樹脂因分子中含有阻燃元素，因此其阻燃性能高，可作為阻燃型環氧樹脂使用，常用于印刷電路板、層壓板等。脂環族環氧樹脂因為其環氧樹脂基直接連在脂環上，因此其固化物比縮水甘油型環氧樹脂固化物更穩定，表現在良好的熱穩定性、耐紫外線性好、樹脂本身的黏度低，缺點是固化物的韌性較差，這類樹脂在涂料中應用較少，主要用作防紫外線老化涂料。

環氧樹脂作為一種熱固性樹脂具有良好的點絕緣性、化學穩定性、粘接性、加工性等特點而被廣泛應用于建筑、機械、電子電氣、航天航空等領域。但環氧樹脂含有大量的環氧基團，固化后交聯密度大，內應力高，質脆，耐沖擊性、耐開裂性、耐候性和耐濕熱性較差，因而難以滿足工程技術的要求，其應用受到一定的限制。近年來，結構粘結材料、封裝材料纖維增強材料、層壓板、集成電路等方面要求環氧樹脂材料具有更好的綜合性能，如韌性好。內部應力低，耐熱性、耐水性、耐候性優良等，所以對環氧樹脂的改性已成為一個研究熱點。

為了增加環氧樹脂的韌性，*初人們采用的方法是加入一些增塑劑、增柔劑，但這些低分子物質會大大降低材料的耐熱性、硬度、模量及電性能。從20世紀60年開始，國內外普遍開展了環氧樹脂增韌改性的研究工作，以期在熱性能、模具及電性能下降太大的情況下提高環氧樹脂的韌性。

耐濕熱改性

要提高環氧樹脂的耐濕熱性能，就要減少樹脂基體分子結構中的極性基團，使樹脂基體與水的相互作用降低從而降低樹脂基體的吸水率；同時優化復合材料的成型工藝，較少復合材料在成型過程過程中產生的微孔、微裂紋、自由體積等也能提高其耐濕熱性能。增大交聯度，因其耐熱基團如引入亞氨基、異氰酸酯基、嗯唑烷酮等，以及形成互穿聚合物網絡是提高耐熱性的重要手段。用含有端氨基的苯胺二苯醚樹脂作固化劑改性環氧樹脂，得到的復合材料在空氣氣氛中的初始分解溫度高，耐濕熱性能好。

阻燃改性

環氧樹脂的阻燃性能較差，為改善其阻燃性，通常在環氧樹脂中引入鹵素、氮、磷、硼以及硅的固化劑來固化環氧樹脂，也可以對環氧樹脂進行結構改性，在環氧樹脂分子中引入阻燃元素。溴化的酚醛型環氧樹脂可作為封裝材料用環氧樹脂的反應性阻燃劑。由于氟原子電負性大，與碳原子結合鍵能高，氟原子間的斥力很大，高分子鍵內旋轉困難，因此含氟環氧樹脂具有優異的耐腐蝕性、電絕緣性、憎水性、抗污性，對被粘物浸潤性好。

化學改性

通過改變環氧樹脂的結構，在環氧樹脂分子中引入一些化學基團，來改進環氧樹脂的性能，拓寬其應用的范圍。如用丙烯酸或甲基丙烯酸與環氧樹脂中的部分環氧基反應，在分子保留部分環氧基的同時引入碳雙鍵，使改性后的環氧樹脂既具有光敏特性，又保留環氧樹脂的一些優良特性。或在分子中引入一些親水性基團，將環氧樹脂改性為水性環氧樹脂，使改性后的環氧樹脂具有水分散性。

水性環氧樹脂

傳統的環氧樹脂難溶于水，只能溶于芳烴類、酮類及醇類等有機溶劑，必須用有機溶劑作為分散介質，將環氧樹脂配成一定濃度、一定粘度的樹脂涂料才能使用。用有機溶劑作分散介質來稀釋環氧樹脂不僅成本高，而且在使用過程中，有機揮發（VOC）對操作工人身危害極大，對環境也會造成污染，為此，許多國家先后頒布了嚴格的限制VOC排放的法規。開發具有環保效益的環氧樹脂水性技術成為各國研究的熱點。從20世紀70年代，國外就開始研究具有環境友好特征的水性環氧樹脂體系。為適應環保法規對VOC的限制，我國從20世紀90年代初開始水性環氧體系和水性環氧涂料的研究開發。水性環氧樹脂一代產品是直接用乳化劑進行乳化，第二代水性環氧體系是采用水溶性固化劑乳化油溶性環氧樹脂，第三代水性環氧體系是由美國殼牌公司多年研究開發成功的，這一體系的環氧樹脂和固化劑都接上了非離子型表面活性劑，乳業體系穩定，由其配制的涂料漆膜可達到或超過溶劑型涂料的漆膜性能指標。我國也正在積極進行水性環氧樹脂體系的技術開發。