環氧樹脂合成
㈠ 環氧樹脂的合成原理和固化原理
環氧樹脂有多種類別,以雙酚A型為例:
雙酚A型環氧樹脂的固化原理
在環氧樹脂的結構中有羥基(〉CH—OH)、醚基(—O—)和極為活潑的環氧基存在,羥基和醚基有高度的極性,使環氧分子與相鄰界面產生了較強的分子間作用力,而環氧基團則與介質表面(特別是金屬表面)的游離鍵起反應,形成化學鍵。因而,環氧樹脂具有很高的黏合力,用途很廣,商業上被稱作「萬能膠「。此外,環氧樹脂還可做塗料、澆鑄、浸漬及模具等用途。但是,環氧樹脂在未固化前是呈熱塑性的線型結構,使用時必須加入固化劑,固化劑與環氧樹脂的環氧基等反應,變成網狀結構的大分子
,成為不溶且不熔的熱固性成品。環氧樹脂在固化前相對分子質量都不高,只有通過固化才能形成體形高分子。環氧樹脂的固化要藉助固化劑,固化劑的種類很多,主要有多元胺和多元酸,他們的分子中都含有活波氫原子,其中用得最多的是液態多元胺類,如二亞乙基三胺和三乙胺等。環氧樹脂在室溫下固化時,還常常需要加些促進劑(如多元硫醇),已達到快速固化的效果。
固化劑的選擇與環氧樹脂的固化溫度有關,在通常溫度下固化一般用多元胺和多元硫胺等,而在較高溫度下固化一般選用酸酐和多元酸為固化劑。不同的固化劑,其交聯反應也不同。
合成原理
雙酚A型環氧樹脂是由雙酚A和環氧氯丙烷在鹼性催化劑(通常用NaOH)作用下縮聚而成。
合成方法
(1)液態雙酚A型環氧樹脂的合成方法歸納起來大致有兩種:一步法和二步法。一步法又可分為一次加鹼法和二次加鹼法。二步法又可分為間歇法和連續法。
(2)固態雙酚A型環氧樹脂的合成方法大體上也可分為兩種:一步法和二步法。一步法又可分為水洗法、溶劑萃取法和溶劑法。二步法又可分為本體聚合法和催化聚合法。
㈡ 環氧樹脂的兩種合成方法是什麼
環氧樹復脂的合成對制於專業的化工人員,一定要有所了解,下面我們就來詳細的介紹一下環氧樹脂的兩種合成方法:
環氧樹脂的合成主要有兩類方法:
(1)多元酚、多元醇、多元酸或多元胺等含活潑氫原子的化合物與環氧氯丙烷等含環氧基的化合物經縮聚而得。
(2)鏈狀或環狀雙烯類化合物的雙鍵與過氧酸經環氧化而成。
㈢ 合成樹脂與環氧樹脂有什麼區別
環氧樹脂為合成樹脂的一種,即環氧樹脂也為合成樹脂。但合成樹脂種類繁版多。按主鏈結構有碳鏈、雜鏈和權非碳鏈合成樹脂;按合成反應特徵有加聚型和縮聚型合成樹脂。實際應用中,常按其熱行為分為熱塑性樹脂和熱固性樹脂。
㈣ 環氧樹脂的幾種合成方法介紹
】一.有機過氧酸及其衍生物的環氧化法 1909年,Nilolaus Prilezhaev發現過氧乙酸能環氧化各種雙鍵,不管是鏈端雙鍵還是鏈中雙鍵,而且能環氧化脂肪環上的雙鍵。 此後的研究表明,有機過氧酸是一種非常有效的環氧化劑,它和烯烴的環氯化過程是靜電加成。烯烴結構、過氧酸結構、反應介質和溫度影響環氧化反應的速率,催化劑對反應沒有影響。其中帶吸電基團的烯烴,如羥基會降低反應速率;反之,帶供電基團的,如烴基會加速反應。 過氧乙酸因結構簡單、易制備、價格便宜而得到廣泛使用。根據脂環族環氧樹脂制備反應過程中是否分離末反應完全的有機過氧酸,制各方法又可以分為原地環氧化法和分離環氧化法二種。 1.原地環氧化法 原地環氧化法是指合成有機過氧酸和烯烴的環氧化反應在同一體系中進行,這樣生成的有機過氧酸立即和烯烴反應,沒有過氧酸富集的過程。例如,乙酸先和含烯鏈的化合物混合,再向體系中加入雙氧水,乙酸和雙氧水反應生成過氧乙酸立即和含烯鍵的底物環氧化,從而得到產物。此方法的特點是工藝簡單,設備投資少,而且不存在過氧化物富集產生的安全隱患。 2.分離環氧化法 分離環氧化法和原地環氧化法不同,它是指合成有機過氧酸和環氧化過程分離。這種方法的特點是兩個過程分離,有利於對兩個過程分別檢測控制,因而適合工業化大生產。美國UCC公司和上海石油化工總廠都用此方法生產環氧樹脂。 二.鹵醇及其衍生物的環氧化法 最常見的鹵醇是次氯酸H0-C1+,它的環氧化的機理見反應式2。反應機理可以推廣到溴和碘.先是親電的鹵正離於進攻烯鍵,形成鹵翁離子,然後親核基團從背後進攻鹵翁正離子,這個親核基團可能是0H-、H20,然後在鹼的作用下,氧負子背後進攻和鹵相連的碳原子,鹵負離子離去形成環氧基。反應中親核基團還可能是鹵負離子,這樣就會形成副產雙鹵分子。從以上機理可以看出,反應有兩個背後進攻的立體化學過程,這樣產物就可以保持原料的立體構型,這是一些有機合成者對該環氧化法感興趣的原因。目前,國內主要用次氯酸法生產環氧丙烷。 80年代出現金屬卟啉化合物催化用次氯酸鈉做環氧化劑的環氧化反應,它的特點是反應過程從原來的兩步縮減到一步,而且金屬卟琳化合物催化活性很高,反應體系簡單,常溫即可。 三.雙氧水法 這種合成方法是以雙氧水做氧化劑,主要用來環氧化一些帶羥基的脂環族烯烴.反應的關鍵是需要高活性催化劑。五六十年代,三氧化鎢作為此反應的催化劑曾經佔有一定地位。目前.出現了眾多新型的催化劑,它們通常帶有金屬離子.如Ti4+、V4+、Cr3+。其中效果較好的是Ti/Si02促化劑、它可以在低溫下催化氧化分子量較小的分子。 四.無機氧化劑法 常見的氧化劑有氧氣、臭氧、鉻酸和高錳酸鉀等,其中氧氣作為最廉價的氧化劑一直是氧化還原反應中倍受青睞的原料。但到目前為止它不能作為普通的直接的環氧化劑,僅出現在一些特殊的環氧化反應中,如含有共軛雙健的α-蒎烯和氧氣發生[2+ 4]環化反應,再經過重排得雙環氧化合物 (方程式3)。重排過程是這個反應的關鍍,既可以是再加熱狀態下自發的熱力學重排,也可以是光誘導重排,還可以用鈷催化重排。還有,銀催化氧氣環氧化方法只用於合成環氧乙烷,它對長鏈烯烴無效(環氧丙烷也不是用這種方法生產),也不能環氧化脂環族烯烴。鉻酸和高錳酸鉀是傳統的氧化劑,如果控制好反應條件,也可以用於環氧化反應。五.仿生法 卟啉鐵作為血細胞中的活性物質,對氧氣有非常高的活性。因此,人們受到啟發,使用金屑葉琳催化環氧化反應。1979年, Groves最先用金屬卟啉模仿生物體系催化環氧化烯烴。
㈤ 環氧樹脂粘合劑的合成和環氧樹脂粉末塗料的合成有什麼不同
環氧樹脂粉末塗料和環氧樹脂油漆塗料的區別: 環氧粉末塗料是粉體經過加溫熱熔回後經噴槍答噴塗,是水溶性的;一般的環氧樹脂油漆塗料是通過刷子或者滾子塗的,是油性的。 粉末塗料是一種含100 %固體分,以粉末形態進行塗裝成膜的塗料
㈥ 環氧樹脂合成中分子量的控制
環氧樹脂(Epoxy Resin)是泛指含有2個或兩個以上環氧基,以脂肪族或芳香族為主鏈的高分子預聚物。(某些環氧化合物因具有環氧樹脂的基本屬性在稱呼時也被不加區別地稱為環氧樹脂)。典型的環氧樹脂結構為:
化學名稱:雙酚A二縮水甘油醚
英文名稱:Diglycidyl ether of bis phenol A(縮寫DGEBP A)
環氧基是環氧樹脂的特性基團,它的含量多少是這種樹脂最重要的指標。描述環氧基含量有3種不同的方法。
環氧當量 是指含有1mol環氧樹脂的質量,低相對分子質量(分子量)環氧樹脂的環氧當量為175-200g/mol,隨著分子是的增大環氧基間的鏈段越長,所以高分子量環氧樹脂的環氧當量就相應的高。如果在樹脂的鏈段中沒有支鏈,是線型分子,鏈段的兩端都是以一個環氧基為終止,那麼環氧當量將是樹脂平均分子量的一半。由此可推導出,分子量=環氧當量×2,這一公式只適用於上述理想狀態。環氧當量這個物理量常被美國、歐洲各國、日本等國採用。
環氧值 每100g樹脂中所含有環氧在的物質的量(摩爾)。這種表示方法有利於固化劑用量的計量和用量的表示。因為固化劑用量的含義是每100g環氧樹脂中固化劑的加入量(part perhundred of resin縮寫成phr)。我國採用環氧值這一概念。
環氧質量分數 每100g樹脂中含有環氧基的質量(克)。這一物理量是俄羅斯、東歐各國所慣用的。
3種表示方式之間的互相換算公式如下:
環氧基分子量為43/mol
環氧質量分數=環氧基分子量環×環氧值
環氧樹脂是一種以液態到固態的物質。它幾乎沒有單獨的使用價值,一般只有和固化劑反應生成三維網狀結構的不溶不熔聚合物才有應用價值。因引環氧樹脂歸屬於熱固性的樹脂范疇。這種由預聚體變成固化產物。按其用途分別稱為環氧樹脂塗層、環氧樹脂膠粘劑、環氧樹脂層壓板、環氧樹脂澆鑄料等。
制備低分子量環氧樹脂
制備低分子量環氧樹脂從合成反應來看要盡量抑制分子鏈之間的反應,避免分子鏈的增長。保證主反應優先進行。具體對策如下:
(1) 採用環氧氯丙烷大大過量的方法。雖然有文獻報道環氧氯丙烷和雙酚A的摩
爾比1:20可以順利地製得分子量為370的產物,但是從工業生產角度來看加收氯守的數量太大,樹脂的單批產率下降,是不經濟的方法。通常採用m(ECH):m(DPP)=(6~12):1
(2) 反應分兩步進行用催化劑使ECH和DPP先醚化生成氯醇醚,隨後進行不化
反應。
(3) 控制加鹼量,使分子鏈之間的反應在投入鹼的情況下難以進行。
(4) 處理殘留氯時用濃度低的鹼或弱鹼化合物。
制備高純度的樹脂
針對減少β加成反應,完善閉環程度,降低氯含量尤其是可水解氯,降低雜質Na+、K+的含量,提高樹脂和透明度,降低樹脂色澤的目標可以採用下列措施。
(1) 控制加鹼反應初期的和熱量,選擇適當的低溫進行反應,避免環氧氯丙烷與
雙酚A產生β加成反應。但是反應溫度太低又會使反應周期太長,因此適當的低溫很重要。
(2) 使用高倍量低濃度的液鹼盡可能除去殘留有機氯。
(3) 選用適當的催化劑完善環化反應。
(4) 加強樹脂的清洗,凈化處理去除副產物和殘留鹼。
(5) 用磷酸或磷酸氫鈉等弱酸處理殘留的鹼。
(6) 為了製得無色的樹脂,採用高純度的原料:雙酚A含量>99%,游離酚含量小
於0 .5%(質量分數);環氧氯丙烷含量≥99%(質量分數);液鹼中的三氧化二鐵小於0.03%(質量分數)。
(7) 用特殊的催化劑和處理劑合成樹脂減輕產物的色澤。
詳細內容見:http://blog.china.alibaba.com/blog/alexhyc/article/b0-i1258814.html
㈦ 合成環氧樹脂的引發劑是什麼
晚上好,如果是指與環氧單體的聚合反應引發劑常見就是胺類和酸酐兩種形式,前者通過脂專肪胺和芳香胺屬與環氧多步產生醚化形成超大分子量聚合物,後者比如六氫苯酐通過縮水和前者一樣成為終固物,催化劑方面鹼性為叔胺酸性為有機錫。若你說的是環氧單體合成因為一般只需要鹼化不斷縮聚所以氫氧化鈉和適當溫度就能滿足條件。
㈧ 雙酚A型環氧樹脂的合成原理
雙酚A型環氧樹脂復是由雙酚制A和環氧氯丙烷在鹼性催化劑(通常用NaOH)作用下縮聚而成。
合成方法
(1)液態雙酚A型環氧樹脂的合成方法歸納起來大致有兩種:一步法和二步法。一步法又可分為一次加鹼法和二次加鹼法。二步法又可分為間歇法和連續法。
(2)固態雙酚A型環氧樹脂的合成方法大體上也可分為兩種:一步法和二步法。一步法又可分為水洗法、溶劑萃取法和溶劑法。二步法又可分為本體聚合法和催化聚合法。