环氧树脂优缺点

热固性树脂基复合材料是目前研究最广泛的复合材料之一。它具有重量轻、强度高、系数大、腐蚀性好、电气性能好、原料广泛、加工成型简单、生产效率高的特点，具有材料设计性和减振、消音器、电磁波传输、隐身、切削电阻等其他特殊性能，已成为国家经济、国防建设和技术发展中不可替代的重要资料。热固性树脂基复合材料中最常用的树脂仍然是三种热固性树脂：酚醛树脂、不饱和奶酪树脂和环氧树脂。这三种树脂差水特性要求酚醛树脂耐热性高，耐酸性好，固化速度快，但易碎，高压成型。不饱和奶酪树脂工艺好，价格低，但性能差。环氧树脂结合强度和耐聚合度高，耐腐蚀性和介电特性好，综合性能最好，但价格更贵。因此，在实际项目中，环氧复合材料经常用于结构材料、防腐材料、电绝缘材料和透射材料等高使用量的情况下。1、环氯树脂复合材料分类环氧复合材料(又称环氧补强塑料)的品种很多，其名称、意义、分类方法也没有完全统一，但大体上可以分类为：(1)按用途可分为环氧结构复合物、环氧功能复合物和环氧功能结构复合物。结构复合材料是构成材料机械特性的复合材料，可以用作力结构材料，根据力情况设计和制造材料，达到材料特性体积比的最佳状态。功能性复合材料是通过构成材料其他特性(例如光、电、热、防腐蚀等)的复合材料，获得具有某种理想功能的材料。环氧铜箔层压板、环氧电子塑料材料、雷达等。必须指出，无论使用材料的什么功能，都必须有必要的机械特性。否则，再好的功能材料也没有实用性。一些功能材料，例如绝缘性和强度都很高的高压绝缘体芯轴，是绝缘复合材料。(2)成型压力可分为高压成型材料(成型压力5-30mpa)，例如环氧工程塑料和环氧层压塑料。低压成型材料，例如环氧玻璃钢和高性能环氧复合材料(成型压力2.5MPa)。Frp和高性能复合材料具有较大的零件尺寸(几个.否则模具成本太高，压力机吨位太大，成本太高。(3)根据环氧复合材料的顺序、成型方法、产品和应用的特点，可以照顾环氧工程塑料、环氧层压塑料、环氧FRP(通用环氧复合材料)和环氧结构复合材料的一般名称。3、环氧树脂复合材料性能(1)密度小，高于强度和比率系数。高模量碳纤维环氧复合材料的比例是钢的5倍，铝合金的4倍，钻孔合金的3.2倍。其比率系数是钢、铝合金和亲合金的5.5 6倍。因此，在强度和刚度相同的情况下，可以大大降低碳纤维环氧复合材料元件的重量。这在节省能源和提高零部件使用性能方面比不上任何现有金属材料。(2)疲劳强度高，损伤安全特性好。环氧复合材料首先对静态或疲劳载荷下最薄弱的部分(例如侧面裂纹、界面脱胶、分层、纤维断裂等)造成损坏。但是，很多纤维和接口阻止或延迟裂纹的产生，基础快速重新分配载荷，通过接口传递给末端纤维，使整个构件立即整体不断裂，继续支撑。在疲劳过程中，裂纹扩展缓慢，疲劳寿命的约90%不会很快断裂。整体破坏前有明显的前兆，破坏安全特性很好。金属材料在疲劳载荷下经常发生没有明显迹象的突发性破坏。(3)减振性能良好。结构的白色振动频率不仅与结构本身的形状相关，而且与材料比例系数的平方根成正比。环氧复合材料的比系数高，因此固有频率也高。高固有频率不容易在工作时引起共振，因此可以避免共振引起的初始损坏。此外，在复合材料中，纤维和基体之间的界面具有吸振功能，因此振动阻尼高。与形状大小相同的轻金属合金梁和碳纤维复合梁的振动测试表轻合金梁需要9s停止振动，而复合梁只需要2.5s就停止了振动。(4)具有良好的耐蚀性、介电性能、电磁通透性和综合性能。耐热性也很强。(5)使用模具一次成型整个元件，以减少元件、结件和接头的数量，改善应力状态，节省原材料，减少元件的重量。使用的工装简单，生产周期短，可以大大降低成本。(6)各向异性和材料特性的设计可行性。这是复合材料，尤其是高性能复合材料的突出特点。根据工程结构的载荷分布及使用条件，复合材料的配方设计和包装设计。合理有效地发挥每个组件的作用和潜在性能，满足材料性能的前提条件，实现组件的优化设计，安全可靠，经济高效。(7)环氧复合材料的主要缺点是材料特性分散大，老化性差，湿热电阻不高，横向和层间剪切强度差。环氧胶粘剂是一种性能很好的胶粘剂品种，特别是环境适应性强、附着力强、环境亲和力强、应用范围广。专家介绍了中国环氧树脂产业的优缺点。一、环氧胶粘剂的优点与其他类型的粘合剂相比，环氧胶粘剂具有以下优点：(1)环氧树脂含有多个极性组和活性大的环氧基，金属、玻璃、水泥、木材、塑料等各种极性物质，特别是表面活性高的材料，粘合力强，环氧固化剂的耐聚合强度高，粘合强度高。(2)环氧树脂基本上没有产生低分子挥发性物质。胶层的体积约为1% 1/2%，是热固性树脂中固化收缩最小的品种之一。添加填充物可能会降低到0.2%以下。环氧固化体的线膨胀系数也很小。因此，内部应力较小，对粘合强度影响不大。环氧固化物的蠕变小，因此胶层的尺寸稳定性好。(3)环氧树脂、固化剂和改性剂的品种很多，具有快速固化、常温固化、低温固化、水固化、低粘度、高粘度等必要工艺特性，具有高温、耐低温、高强度、高韧性、老化、导电、导电等必要使用特性的粘合剂合理、独创。(4)与各种有机物(单体、树脂、橡胶)和无机物(如填充物等)的相容性和反应性好，容易改变共聚、交联、共混、填充等，提高胶层的性能。(5)具有良好的耐蚀性和介电性能。可腐蚀耐酸、碱、盐、溶剂等多种介质。体积电阻率1013 1016 cm，介电强度16-35kv/mm(6)通用环氧树脂、固化剂及添加剂产地多、产量大、配方简单、接触压力成型，可大规模应用。2、环氧胶粘剂缺点当然，环氧胶粘剂也有缺点。从经济角度来看，其价格比较高。从材质性能的角度看，存在以下缺点：(1)硬水不结实时，硬水一般容易破碎，防止裂纹，抗冲击性较差。(2)极性较小的材料(如聚乙烯、聚丙烯、氟塑料等)的附着力较小。首先要进行表面活化处理。(3)一些原料，如活性稀释剂、固化剂等，有不同程度的毒性和刺激性。设计配方时要尽量避免选择，在施工工作中要加强通风和保护。环氧树脂是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，除了每个以外，相对分子质量不高。环氧树脂的分子结构特征是分子链中含有活跃的环氧基团，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或环结构上。分子结构包含活跃的环氧基团，可以与多种类型的固化剂交联，形成具有不溶性、不溶三向网状结构的聚合物。环氧树脂的性能和性能1、形式多样。各种树脂、固化剂、改性剂系统可以适应几乎所有形式的应用要求，从极低的粘度到高熔点固体。硬化方便。使用各种固化剂可以使环氧树脂系统在几乎0 180 的温度范围内固化。3、附着力强。环氧分子链中固有的极性羟基和醚键的存在使各种物质有很强的附着力。环氧树脂在固化时收缩性低，抗应力小，也有助于提高粘合强度。4、低收缩性。环氧树脂和使用的固化剂的反应由直接添加反应或树脂分子环氧基开环聚合而成，在没有水或其他挥发性副产品的情况下释放。与不饱和聚酯树脂、酚醛树脂相比，它们在固化过程中表现出很低的收缩性(小于2%)。5、机械性能。固化环氧树脂体系具有良好的机械性能。6、电气特性。固化的环氧树脂系统是具有高介电性能、表面漏电保护、抗电弧性能的优良绝缘材料。7、化学稳定性。一般而言，固化的环氧树脂系统具有良好的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性。与固化环氧体系的其他性质一样，化学稳定性也取决于选定的树脂和固化剂。适当使用环氧树脂和固化剂，可以获得特殊的化学稳定性。8、尺寸稳定性。这些特性相结合，使环氧树脂系统具有良好的尺寸稳定性和耐久性。9、真菌抵抗。硬化的环氧树脂系统对大部分真菌都有抵抗力，可以在苛刻的热带条件下使用。优点：良好的粘合强度和物理力学性能；更好的耐碱性；缺点：常温固化的环氧树脂通常是胺固化剂，耐腐蚀性在酸性介质中下降。粘度大，施工麻烦。固化剂品种的毒性及环境影响。除不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂外，热固性树脂主要有以下品种：一、三聚氰胺甲醛树脂三聚氰胺甲醛树脂是由三聚氰胺和甲醛缩聚而成的热固性树脂。用玻璃纤维增强的三聚氰胺甲醛层压板具有高机械性能、良好的耐热性和电绝缘和自消化特性。二、呋喃树脂糠醛或糠醇本身通过菌合或与其他单体共聚而获得的缩聚产物通常称为呋喃树脂。这种树脂更重要：糠醛酚醛树脂、糠醛丙酮树脂和糠醇树脂。(1)糠醛酚醛树脂。糠醛可以与苯酚缩聚产生二次热固性树脂，缩聚反应一般使用碱性催化剂。常用碱性催化剂有氢氧化钠、碳酸钾或以其碱土金属为基础的氢氧化物。糠醛酚醛树脂的主要特点是在给定的固化速度下流动时间长，由于这一工艺特性，适合用作成型塑料。用糠醛酚醛树脂制造的压缩塑料粉末，特别适合抑制形状复杂或较大的产品。成型产品比酚醛树脂耐热性强，使用温度可提高到10 20 ，尺寸稳定性、电气特性也好。(2)糠醛丙酮树脂。糠醛和丙酮在碱性条件下缩合反应形成糠醛单体，与甲醛在酸性条件下进一步缩聚，将糠醛单体分子甲基化，形成糠醛丙酮树脂。(3)糠醇树脂。糠醇在酸性条件下容易缩聚成树脂。一般认为，在缩聚过程中，糠醇分子的羟甲基与其他分子中的氢原子缩合，形成甲基键，缩合产物中还残留羟基甲基，可以继续缩聚反应，形成线性缩聚产物糠醇树脂。呋喃树脂的性能和应用非硬化呋喃树脂与许多热塑性和热硬化树脂很好地混合，可以与环氧或酚醛树脂混合修改。硬化的呋喃树脂耐强酸(不包括强氧化硝酸和硫酸)，由于强碱和有机溶剂的侵蚀，在高温下也很稳定。呋喃树脂主要用作各种耐化学性及高浊度的强物质。(1)呋喃树脂(一种耐火可食性物质)，可用于制造用作化学设备衬层或其他内部钝化材料的防腐粘土。(2)耐热材料呋喃玻璃纤维增强复合材料比普通酚醛玻璃纤维增强复合材料耐热性强，通常可在150 长期使用。(3)可以将环氧或酚醛树脂与混合改性呋喃树脂与环氧或酚醛树脂混合，提高呋喃玻璃纤维增强复合材料的力学性能和制造工艺特性。这种复合材料广泛应用于制造化学反应器的搅拌器装置、储油罐、管道等化学设备。三、聚丁二烯树脂聚丁二烯树脂是分子量不高的液体，大分子主链中主要包含1，2-结构，也称为1，2-聚丁二烯树脂。这种树脂在高分子链上有很多乙烯侧链，当玻璃基引发剂存在时，它可以更好地交联成具有三向网络结构的体型聚合物。1，2-聚丁二烯树脂可以由烷基锂、碱金属(常用金属钠)或可溶性碱金属复合物(如钠-萘系统)引发剂通过负离子聚合过程合成。1，2-聚丁二烯树脂大分子链完全由碳氢化合物组成，因此树脂固化后，其电性好，弯曲强度好，耐水性好。四、有机硅树脂在硅聚合物中具有实用价值，广泛使用的主要是有机卤硅烷等硅单体水解缩聚的主链结构为硅氧化合物的聚合物硅化合物。这个主链是由硅和氧键组成的，侧链是通过硅原子连接到有机组的聚合物，称为聚甲醛酸。有机硅树脂是一种聚硅氧烷分子量不高的热固性树脂。这种树脂制成的玻璃纤维在高温度范围(200 250)下连续使用后，保持良好的电气特性，同时具有良好的抗电弧性和疏水防潮性。有机硅树脂的特性如下：(1)热稳定性。有机硅树脂的Si-O键具有高键(363kJ/mol)，相对稳定，耐热性和耐高温性强。一般而言，热稳定性范围为200 250 ，某些类型的树脂可能更高。(2)机械性能。硅树脂固化后机械性能不高，在大分子主链中引入氯苯(氯苯)可以提高机械性能。硅树脂玻璃纤维层合板的层间粘合强度不好，打开时弯曲强度明显降低。在主链中引入苯基(phenyl)可以提高刚度、强度和使用温度。(3)电气特性。硅树脂