AG-80环氧树脂的制备开题报告(1)

1、化工与材料工程学院毕业论文开题报告AG-80环氧树脂的制备研究The Prep aration of AG-80 Resin学生学号学生姓名专业班级指导教师联合指导教师完成日期讲师高分子材料与工程08012012.06.06吉林化工学院Jilin In stitute of Chemical Tech no logy吉林化工学院化工与材料工程学院毕业设计（论文）开题报告1. 选题的必要性及意义1.1环氧树脂的简介:树脂通常是指受热后有软化或熔融范围，软化时在外力作用下有流动倾向，常温下 是固态、半固态，有时也可以是液态的有机聚合物。广义的讲可以作为塑料制品加工原 料的任何聚合物都称为树脂。环氧

2、树脂是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。自20世纪40年代以来，逐渐发展成为一类包含有许多类型的热固性树脂，如缩水甘油醚、缩水甘 油胺、缩水甘油酯以及脂肪脂环族环氧树脂等。环氧树脂由于具有优良的工艺性能、机 械性能和物理性能，价格低2 0树脂有天然树脂和合成树脂之分。天然树脂是指由自然界中动植物分泌物所得的无 定形有机物质，如松香、琥珀、虫胶等。合成树脂是指由简单的有机物经化学合成或某 些天然产物经化学反应而得到的树脂产物301.2环氧树脂合成的目的意义世界各地区合成树脂消费模式有所不同，由于合成树脂和其他竞争材料相比，有明 显的性能和成本优势，其应用渗透到国民经济各个方面。

3、包装是合成树脂最大市场，其 次是建筑用品。电子、电气和汽车方面的用量虽然不算大但却是合成树脂应用很重要的 领域。其他市场还有家具、玩具、娱乐用品、家用器具和医疗用品 。AG-80树脂，化学名称为4,4二氨基二苯基甲烷四缩水甘油胺，简称氨基四官能环氧。该树脂具有双酚A环氧树脂容易固化的优点，又由于在一个分子中有四个氨基， 所以它固化后交联密度大，有较好的耐热性能和耐溶剂性能。此外他还有耐辐射性能好 受热后尺寸稳定的特点5。作为常用的碳纤维复合材料基体树脂，属于耐热型环氧树脂， 然而与其他环氧树脂一样，韧性不足成为其最大缺陷，也限制了碳纤维复合材料的整体 性能。随着航空、航天等高新技术的不断发展，

4、各工业国都在大力开发性能更加完美的新 型环氧树脂。为了满足对于树脂性能不断增长的要求，环氧树脂的一些性能还需进一 步的改善和提高。AG 80在航空结构材料中广泛应用，通常用4,4-二氨基二苯砜固化。 在该体系中，水分对抑制玻璃化温度有显著影响。为了提高树脂的耐水性，一般采用环 氧树脂的分子骨架上引入卤族元素或含有卤族元素的基团来实现。2. 国内外研究现状综述2.1国内树脂发合成展概况我国自1958年开始对环氧树脂进行了研究，并以很快的速度投入了工业生产，今已 在全国各地蓬勃发展，除生产普遍的双酚A-环氧氯丙烷型环氧树脂外，也生产各种类型 的新型环氧树脂，以满足国防建设及国家经济各部门的急需。常

5、见的环氧树脂主要有两 类。一是双酚A缩水甘油醚型环氧树脂。通常称为双酚A环氧树脂，占环氧树脂总产量 的90%;另一种是高管能度环氧树脂（分子中具有2个以上环氧基）9。双酚A型环氧 树脂具有良好的物理机械性能、耐化学药品性、电气绝缘性能好且原料易得、成本低、 几乎能满足各种使用要求，所以在我国的产量约占环氧树脂总产量的90%10,11。国内首先开始了 TGDDM的研究，之后为了适应工业化生产的要求，又对TGDDM 的合成工艺进行了改进，并进行了扩大试产，至今已生产近百批树脂，并定名为 AG-80 环氧树脂。他已应用于DAD-5的导电胶，E-7胶、SY-16胶、SG-200胶等12。为了满足碳纤维

6、复合材料的基材要求。在621所的协作下，用GPC和HPLC等分析 方法对AG-80树脂进行了研究，结果表明AG-80环氧树脂各项指标基本稳定，可以用作 碳纤维复合材料的基体13。2.2世界合成树脂发展状况世界合成树脂工业经过数十年的发展和变革，生产规模之大、数量品种及产品应用 之广泛形成一定格局，进入2007年，随着全球石油提价，合成树脂生产企业方向追求成 本低、高效率、专业化、高性能方向迈进，世界合成树脂工业也在生产规模、产业结构 和产品性能方面发展变化着14。1956年就有TGDDM 的合成专利报道，1966年报道的耐热150C3000小时的 Hidux1233胶黏剂就是以TGDD为主体树

7、脂。1972年汽巴嘉基公司推出TGDDM品名为 AralditeX8183/137，它用芳胺固化后经受200C1000小时强度未显著下降1517。随着碳 纤维复合材料的发展，人们研究发现了 TGDD对碳纤维复合材料有良好的粘结性，树脂 体系在较高温度下仍具有良好的物理和力学性能。约从七十年代开始TGDDI作为宇航碳 纤维复合材料的基体材料得到了深入的研究和广泛的应用。如Narmco5203 Fiberite934 的基体是由TGDD和 4,4 '-二氨基二苯砜（DDS组成，前者不含催化剂，后者含0.5% 的三氟化硼 络合物12TGDDMa外产品牌号有美国MY-720 （汽巴嘉基公司）。

8、 Reichhold37-106、日本的 Epicion430、Glyamine120 YH-434 ELM-7208。3. 本课题有待解决的主要关键技术问题 3.1固化剂胶黏剂有万能胶之称，具有优异的综合性，引起了广大研究者的广泛兴趣。其中环 氧树脂固化剂的种类和结构很大程度上决定着胶黏剂的固化行为、强度和韧性。直链结 构型的聚醚胺（如D-230、D-2000）具有柔性链段，链段构象多，赋予环氧树脂固化物 一定的柔韧性和冲击强度；芳香族固化剂具有刚性苯环结构，使环氧树脂固化物的力学 性能大大提高，但是具有固化物的柔韧性差、较脆，表现为固化物的冲击强度低。因此 环氧树脂体系的强度和韧性常常是相

9、互矛盾的，这也是该领域的一个难点和热点问题 19,2003.1减压脱溶剂在生产过程中，脱除溶剂在AG-80树脂的合成工艺中是一个重要环节。如果溶剂脱 除不干净，不仅导致树脂性能下降，而且影响整个后处理工艺的进行。目前国内外脱除 溶剂的方法很多，但从成本和操作复杂程度方面来考虑，试验中采用减压脱溶剂法。4. 课题研究的内容和实施方案（1）反应式：AG-80是由4,4-二氨基二苯基甲烷（以下简称MDA ）与环氧氯丙烷反H,N应，经开环、环化和后处理而制成，反应过程可用下式如图4-1所示：I门/C1 UCHlCHCH,dl GH zCHlCH-CH,OHCH一CH-CHjjfkXI ifOH ClC

10、Hi CH-CHi0H C14 NaOHCH* - CH - CH】CHiCHCH；+ 'o /一/环化/ wJ/ c 山一 cmCHlCHCHi / /0 0图4-1反应关系式（2）原料规格及配比表4-1原料规格及配比原材料名称含量规格克分子数投料量M D A9697%工业精制品0.60525克环氧氯丙烷9394%工业品2.7354.2 克乙二醇工业品10克水自来水5克丙酮工业品66克液碱30%工业品3.1283.2 克1甲苯工业品50克（3）操作：在装有搅拌器、回流冷凝管和温度计的250ml三口瓶内，先加入环氧氯丙烷、乙二 醇和水，开动搅拌，用水浴加热至50C左右，开始加入固体MD

11、A粒子。因反映放热，MDA 应分五次加入，每次间隔半小时，并需用冷水浴冷却，控制反应温度在5060C之间。 加完MDA后维持60± 10C继续反应，反应物由透明糖浆状慢慢浑浊，粘度增大。当反应 物呈淡黄色快搅拌不动时，立即加入16毫升丙酮，搅拌溶解；在搅拌情况下于60± 10C 反应510小时，再加入50毫升丙酮溶解（为使溶解完全可加热至丙酮回流）。待反应 物溶解透明后冷却至30C以下，分数次慢慢加入碱液环化（控制温度不超过40C）；完 毕后在30-50C下保温一小时。环化结束后加入50毫升甲苯，搅拌15分钟，静置分层。 取上层树脂相，进行减压脱溶剂。使低沸点丙酮蒸出。当料

12、温升至708CfC时，再慢慢 升高真空度，最后真空度在大于750mmH的条件下于100C维持一小时，即可趁热过滤， 得树脂。-3 -吉林化工学院化工与材料工程学院毕业设计（论文）开题报告5. 完成本课题的工作计划及进度安排设计总共16周。具体安排如下：2012.02.242012.03.13调研、收集资料（书籍和案例）、外文翻译、撰写开题报告;2012.03.202012.05.06进入实验室做相关实验2012.05.042012.06.12论文撰写、装订与提交，准备答辩。-7 -6.参考文献程相春.环氧树脂的合成与应用研究概况J.当代化工,2011,40(5): 514-516. 侯亚峰.新

13、型环氧树脂的合成与应用J.河南化工,2010, 27(4): 36-37.余振银，卢彦斌,夏新年等.一种新结构超支化环氧树脂的合成及性能测试J.化 工新型材料,2009, 37(3): 66-70.陈祥宝等.高性能树脂基体M.化学工业出版社,1988. 12: 38.黎文部,王洛礼,于浩,塑封材料环氧树脂的增韧研究进展J.中国有色金属学报， 2004, 14(3): 290.卢新，任洪燕,田奋娥,雷毅.多官能含氯环氧树脂的合成与性能J.宇航材料工 艺,2009, 5.陈乐怡,张从容,雷燕湘等.常用合成树脂的性能和应用手册M.化学工业,2002, 3: 13-16.丁光安，陶德全,赵稼详,AG-

14、80环氧树脂固化的DSC热分析J.宇航材料工艺， 1985, 4: 35-39.Takahashi A, Ochiai F, Ikeda Y et al. Process for manu facturi ng p etroleum resi n P 5206358, 1993, 27.10 张道红,贾德民,超支化环氧树脂的研究进展及应用前景J.高分子科学报,2003, 18(2); 12-14.11 郭建君，孙晋良，任幕苏，白瑞成.TDE-85/MENA和AG-80/MENA树脂体系的固 化机理、弯曲性能及断面形貌比较J.化工时报，2010, 3(12): 10-15.12 汪多仁，环氧树脂

15、的合成与应用J.热固性树脂，2001, 16(1): 37-38.13 Muller G, Kramer A. I n vitro actio n of a comb in ati on of selected an timicrobial age nt and cho ndro it in sulfate J. Chemico Biochemical In teratio ns, 2000, (124): 77-85.14 A pp lied P olymer Symp osia, J. 1996, (3): 213.15 兰立文，马满珍等.复合材料用耐热树脂基体的研究(一)四官能团环氧树脂体系 M.化学工业出版社，1985, 229-231.16 徐子仁,AG-80环氧树脂的研究J.粘合剂,1990, 9(3): 1- 6.17 王雅珍，贾宇冲，马立群，汪建新.PBA/PMMA核壳聚合物改性AG-80树脂J.化 工时干刊，2010, 3, 24(3): 12-15.1