环氧树脂复合材料.ppt

1、所谓环氧树酯复合材料、环氧树酯复合材料、定义环氧树酯环氧树酯性能特性的环氧树酯分类环氧树酯的应用、环氧树酯的定义、环氧树酯，是指以脂肪族、脂环族或芳香族有机化合物为骨架， 是指通过环氧化学基反应形成有用的热硬化性生成物的高分子齐聚物(Epoxy Resin )，该树脂于1947年首先在美国生产，从1950年代中期开始大量生产，世界的年产量达到十几万吨。 近年来，EP新品种陆续出现，在应用方面取得了很大进展，是一种有前途的合成材料。 二环氧树酯的性能特点：形式多样的各种树脂、固化剂、改性系统可满足各种应用形式的要求，其范围从极低的黏性系数到高熔点固体。 固化时容易选择不同的固化剂，环氧树酯系可以

2、在5180的温度范围内固化。 粘合力强的环氧树酯中固有的极性羟基化学基和醚键的存在，对各种物质具有强的粘合力。 另外，环氧树酯硬化时的收缩率低，也有助于强韧且内部应力小的粘合连接的形成。 由于固化反应不会使副产物的释放发挥到一盏茶，因此，不需要在成型时除去高压和挥发性副产物所需的时间，从而进一步提高了环氧树酯系的粘合强度。 收缩率低的环氧树酯和使用的固化剂的反应通过直接加成进行，没有水和其他挥发性副产物的释放。 与酚醛树脂、不饱和聚酯类化合物树脂相比，这些个在固化过程中显示出低收缩率(不足2 )。 力学性能固化后的环氧树酯系统具有优良的力学性能。 电性能硬化后的环氧树酯系统在宽频率和温度范围内

3、具有良好的电性能。 这些个是具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘材料。酸碱等性能固化后的环氧树酯体系具有优异的耐酸碱性、耐酸性和耐溶剂性，与固化环氧树酯体系的大部分性能一样，酸碱等性能取决于所选择的树脂和固化剂。 尺寸稳定性固化环氧树酯体系具有突出的尺寸稳定性和耐久性。 抗真菌硬化的环氧树酯系统能承受很多霉菌，可在严酷的热带条件下使用。 三环氧树酯的分类、环氧树酯的种类很多，根据分子结构可以分为1、缩水甘油醚类5种2 .缩水甘油酯类化合物类； 3、缩水甘油胺类； 4 .线状脂肪族类； 5、脂环族类。 上述13种环氧树酯表氯醇与酚类、醇类、有机羧酸类、胺类等含有活性氢原子的化合物缩聚而成

4、。 4种和5种环氧树酯是将具有双键的烯烃在过乙酸或低温下通过过氧化氢进行环氧化而形成的。 工业上使用量最多的环氧树酯品种是缩水甘油醚型环氧树脂，其中以双酚a专业摇镜头(简称双酚基丙烷)和表氯醇缩聚环氧树酯(简称双酚基丙烷型环氧树酯)为主。 I缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油醚型环氧树脂是含活性氢的酚类、醇类和表氯醇的缩聚的2成。 典型的结构是二酚类专业摇镜头型环氧树酯。 二酚丙摇镜头型环氧树酯原料a、二酚丙摇镜头二酚丙摇镜头(简称双酚基丙烷)的相对分子量为228、熔点153-159、可溶于丙酮和甲醇、可溶于醚、可微溶于水和苯b、表氯醇为无色透明液体，相对密度为1.18 双酚基丙烷型环氧树酯的合成

5、原理、双酚基丙烷型环氧树酯是以二酚丙摇镜头和表氯醇为主要原料，以氢氧化钠金属钍为催化剂经缩聚反应得到的。双酚基丙烷型环氧树酯化学反应是为了合成影响控制反应的因素、二酚丙摇镜头与表氯醇物质的量比氢氧化纳金属钍的使用量和浓度的影响反应温度的影响反应体系水分量的影响、二酚丙摇镜头与表氯醇物质的量比、低相对分子量的树脂(n=0)， 理论上表氯醇与二酚丙摇镜头的量比为2 :但实际合成后，只有当两者的物质量比达到5:1，甚至达到10:1时，才能得到相对分子量有所期待的树脂。 这是因为表氯醇的过量少时，容易发生副反应，结果可以得到高相对分子量的树脂。 氢氧化纳金属钍的用量和浓度的影响理论上是氯醇化学基的闭环

6、反应完整，因此氢氧化纳金属钍应与表氯醇等物质的量进行比较。 但是，特别是在合成低相对分子量的树脂时，由于表氯醇的过剩量多，氢氧化纳金属钍的使用量也多，过剩量随着表氯醇的二酚化学基丙摇镜头的使用量的增多而减少。 氢氧化纳金属钍一般作为1030质量% (质量分数)的水溶液使用，碱的浓度影响树脂的性能和收率。 浓碱介质中表氯醇活性大，脱氯化氢作用较快完全，生成树脂的相对分子量也较低，但副反应加速，树脂收率降低。 因此，在合成低相对分子量的树脂时使用30% (质量分数)的碱液，在合成高相对分子量的树脂时使用10% (质量分数)的碱液。 反应温度的影响控制得像反应温度一样低(总是小于90 )。 为了防止

7、单体表氯醇及中间物的环氧末端化学基的水解作用反应，通常初期的反应温度稍低(低于60 )，反应到后期才使温度上升。 关于投料顺序的影响，在低相对分子量液体树脂的合成过程中采用向2种单体的混合物中滴加碱液的投料方式，在高相对分子量树脂的合成过程中采用向二酚化学基丙摇镜头和碱液的混合物中再投入表氯醇的投料方式。 由于采用后碱法，反应一开始就在表氯醇浓度高的条件下进行，所以得到的树脂相对于分子质量比后表氯醇方式得到的树脂小。 另一方面，低相对分子量树脂均采用碱后加法合成，高相对分子量树脂均采用后加表氯醇法合成。 有报告称，体系中水分量的影响，在制造低相对分子量树脂时，为了得到高生产率，反应体系中水的含

8、量必须维持在0.3 %2 %之间。 无水条件下不发生反应，含水量超过2%时多发生副反应。 比较双酚基丙烷型环氧树酯的力学性能和电学性能，缩水甘油基酯类化合物环氧树酯、缩水甘油基酯类化合物环氧树酯和二酚专业摇镜头环氧树酯，发现以下特点：粘度低、使用工艺好、反应活性高，粘接力比通用环氧树脂高，固化力学性能好、电绝缘性好， 特别是耐漏电痕迹良好的耐极低温性，即使在-196-253极低温下也具有比其他类型的环氧树酯高的粘接强度。 缩水甘油基酯类化合物类的合成方法有很多种，可以举出：酰氯-环氧丙醇法、羧酸-表氯醇法、羧酸盐-表氯醇法等。 羧酸和表氯醇的催化剂以及碱存在下的反应方程式中，可以用于缩水甘油基

9、酯类化合物的制造的羧酸很多。 但是，工业上使用较多的羧酸是间苯二甲酸，由此可以得到间苯二甲酸二缩水甘油基酯类化合物。 III缩水甘油胺系环氧树酯、缩水甘油胺系环氧树酯可由脂肪族系或芳香族伯胺或仲胺和表氯醇合成。 这种树脂的特征是多官能度、环氧当量高、交联密度大、耐热性显着提高。 主要的缺点是有一定的脆性。 可通过a、对氨基酚与表氯醇反应得到对氨基酚醛环氧树脂(TGPAP )，其结构式如下：对氨基酚醛环氧树脂为低黏性系数液体(0.550.85Pa.s，250 )、环氧当量95107g/。该树脂的固化活性非常高，以脂肪族胺为固化剂会释放大量的热量，进而在使用芳香胺作为使树脂碳化的固化剂的情况下，温

10、度过高时或添加了助促进剂时也会发生该现象，因此在使用TGPAP树脂时特别要注意固化性能。 TGPAP树脂固化物具有优良的热安定性和化学稳定性。 用TGPAP树脂制作的复合材料具有耐烧结性。 该树脂也可用作胶粘剂和高性能涂料。 b，4，4 -二氨基苄基苯环氧树酯(TGDDM) TGDDM树脂为4， 4使二氨基苄基苯与表氯醇反应而得到，其分子结构如下：TGDDM的环氧当量为110g/mol时，其黏性系数为3的该树脂是高性能的复合材料的沉积基质树脂，具有优异的耐热性能、具有优异的长期耐高温性能和机械强度保持率的优异的耐药性和辐射稳定因此，由该树脂构成的复合材料是耐高温的结构复合材料和高能量放射材料。 TGDDM树脂也作为高性能结构胶粘剂使用。 四环氧树酯的应用、环氧树酯具有优良的物理力学性能、电绝缘性能、耐药性和粘结性能，