基本结构
环氧树脂得名于其结构上的环氧基。双酚A型环氧树脂是最常用的环氧树脂。其结构如图。
通过如同固化剂反应,环氧树脂可以形成三维交联高分子网络,如下图所示。
基于胺类固化剂的固化反应
胺类固化剂可以打开环氧基。若所使用的胺类固化剂有两个以上的功能团则可以生成交联网络。其基本反应如下。
主要胺类固化剂
基于酐类固化剂的固化反应
酐类固化剂在胺催化剂的作用下可以和环氧基反应,其基本反应机理如下。
酐类固化剂还可以在氢氧根的催化作用下和环氧基反应,其基本反应机理如下。
其他固化反应
苯酚也可以同环氧基反应。其基本反应机理如下。
性质
化学性质
环氧树脂固化过程为放热反应,当使用快速催化剂铸造大型零件时需要注意散热,防止温度上升过高达到小分子沸腾温度。
工业生产
环氧树脂在全世界的年产值大约150亿美元。环氧树脂在美国的主要生产厂家和品牌包括Hexion(原Shell
Development
Company)的Epon,陶氏化工的D.E.R牌和Huntsman公司先进材料业务部(原汽巴精化)的Araldite牌。
应用
环氧树脂广泛用于:
涂料及黏合剂
模铸各种电子器件、集成电路封装材料和电路板
制造工业零件玻璃钢制品等
铝罐内层,尤其是酸性的食品或饮料,例如汽水
环境与安全
环氧基会与人体内的多种基团反应,因此通常被认为是有毒或者致癌物质,在使用的时候应该避免皮肤接触。环氧树脂的固化剂大多也是有毒物质。
氯环氧丙烷(C3H5ClO)易燃, 含毒性和致癌物质。
双酚A(酚甲烷)(C15H16O2) 是内分泌干扰素(也就是扰乱生殖系统的化学物质) 。
根据GreenPeace 4月2006 日报告“我们的生殖健康和化学制” "[1],
双酚A可影响男性生殖器官、导致早熟、母乳减少…