关于树脂链板的论文
Ⅰ 环氧树脂板的特性
各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种应用对形式提出的要求,其范围可以从极低的粘度到高熔点固体。 固化方选用各种不同的固化剂,环氧树脂体系几乎可以在0~180℃温度范围内固化。
粘附力强
环氧树脂分子链中固有的极性羟基和醚键的存在,使其对各种物质具有很高的粘附力。环氧树脂固化时的收缩性低,产生的内应力小,这也有助于提高粘附强度。
收缩性强
环氧树脂和所用的固化剂的反应是通过直接加成反应或树脂分子中环氧基的开环聚合反应来进行的,没有水或其它挥发性副产物放出。它们和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂相比,在固化过程中显示出很低的收缩性(小于2%)。
力学性能
固化后的环氧树脂体系具有优良的力学性能。
电性能
固化后的环氧树脂体系是一种具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘材料。
化学稳定性
通常,固化后的环氧树脂体系具有优良的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性。像固化环氧体系的其它性能一样,化学稳定性也取决于所选用的树脂和固化剂。适当地选用环氧树脂和固化剂,可以使其具有特殊的化学稳定性能。
尺寸稳定性
上述的许多性能的综合,使环氧树脂体系具有突出的尺寸稳定性和耐久性。
耐霉菌
固化的环氧树脂体系耐大多数霉菌,可以 在苛刻的热带条件下使用。
Ⅱ 树脂用途
树脂是乙烯-醋酸乙烯共聚物,一般醋酸乙烯(VA)含量在5%~40%。与聚乙烯相比,EVA由于在分子链中引进了醋酸乙烯单体,从而降低了高结晶度,进步了柔韧性、抗冲击性、填料相溶性和热密封性能,被广泛应用于发泡鞋料、功能性棚膜、包装膜、热熔胶、电线电缆及玩具等领域。一般来说,EVA树脂的性能主要取决于分子链上醋酸乙烯的含量。2001年我国EVA树脂的市场消费量约为290 kt。随着我国制鞋产业的发展以及功能棚膜用量的增加,我国对EVA树脂的需求量还将逐年增加。
(1) 发泡鞋材
鞋材是我国EVA树脂最主要的应用领域。在鞋材使用的EVA树脂中,醋酸乙烯含量一般在15%~22%。由于EVA树脂共混发泡制品具有柔软、弹性好、耐化学腐蚀等性能,因此被广泛应用于中高档旅游鞋、登山鞋、拖鞋、凉鞋的鞋底和内饰材料中。另外,这种材料还用于隔音板、体操垫和密封材领域。我国广东的顺德、中山,福建的晋江、泉州和浙江的温州是我国鞋业的主要生产基地,每年消耗大量的EVA树脂产品。1999年我国发泡鞋材和减震领域共消耗EVA树脂约150 kt。
(2) 薄膜
EVA薄膜的主要用途是生产功能性棚膜。功能性棚膜具有较高的耐候、防雾滴和保温性能,由于聚乙烯不具有极性,即使添加一定量的防雾滴剂,其防雾滴性能也只能维持2个月左右;而添加一定量EVA树脂制成的棚膜,不仅具有较高的透光率,而且防雾滴性能也有较大进步,一般可超过4个月。另外,EVA还可用于生产包装膜、医用膜、层压膜、铸造膜等。
1999年,我国使用EVA树脂加工薄膜的企业有50余家。1999年,我国共生产棚膜800 kt,其中功能性棚膜220 kt,消耗EVA树脂30 kt左右,再加上包装膜、医用膜等领域,我国在薄膜领域共消耗EVA树脂37 kt。
(3) 电线电缆
随着计算机及网络工程的不断发展,出于对机房安全的考虑,人们越来越多地使用无卤阻燃电缆和硅烷交联电缆。由于EVA树脂具有良好的填料包容性和可交联性,因此在无卤阻燃电缆、半导体屏蔽电缆和二步法硅烷交联电缆中使用较多。另外,EVA树脂还被应用于制作一些特殊电缆的护套。在电线电缆中使用的EVA树脂,醋酸乙烯含量一般在12%~24%。1999年,电线电缆行业共消耗EVA约6 000 t。
(4) 玩具
EVA树脂在玩具中也有较多应用,如童车轮、座垫等。近年来,我国玩具加产业发展迅速,生产多集中于沿海的东莞、深圳、汕头等地,主要以出口和对外加工为主。据分析,这些厂家每年消耗EVA树脂约5 000 t,使用牌号与鞋材用料基本相同。
(5) 热熔胶
以EVA树脂为主要成分的热熔胶,由于不含溶剂,不污染环境且安全性较高,非常适合于自动化的流水线生产,因此被广泛应用于书籍无线装订、家具封边、汽车和家用电器的装配、制鞋、地毯涂层和金属的防腐涂层上。
热熔胶主要使用醋酸乙烯含量在25%~40%的品种。国内虽有此牌号的产品,但长期未安排生产,因此全部被进口料所占有。1999年,我国热熔胶领域估计消耗EVA树脂17 kt。
(6) 其他
EVA树脂在油墨、箱包、酒瓶垫盖等领域也有较为广泛的应用,估计这些方面消耗EVA树脂不少于15 kt
Ⅲ 塑料涂料论文
塑料涂料的研究现状与展望
摘要:从塑料涂料的成膜基料、涂料性能、施工应用等方面,阐述了国内外塑料涂料的研究现状,并提出了塑料
涂料研究存在的问题与发展要求。
关键词:塑料涂料;涂料性能;涂料应用;现状与展望
0引言
随着石油化工与煤化工的发展,高分子材料的合成技术
与新材料的推广应用不断延伸,塑料作为新型非金属材料,在
抗张强度、韧性、尺寸稳定性等方面取得一系列进展。传统的
塑料制品表面抗老化、抗静电、耐划伤、颜填料印痕等问题与
新型塑料制品的功能化、装饰性、安全性等问题共同成为塑料
涂料与涂装的中心内容。塑料的一个重要发展课题就是合金
化。所谓合金化,实际上是多种高分子材料的物理混合,利用
各种高分子材料的优点,互相补充。然而合金化给涂装带来
了新的问题———涂层材料的成膜物树脂与塑料底材之间的匹
配性,正因为如此,目前塑料涂料采用的成膜树脂将日趋多组
分、多官能团化,同时塑料涂料的环境影响也日益受到关注,
加之新型功能性颜填料与助剂的采用,塑料涂料已以全新的
面貌呈现在人们面前。
1成膜基料的官能化趋势
鉴于塑料底材结构的复合化,与传统的塑料相比,单纯从
氢键值、溶解度参数等角度考察单一树脂与塑料底材之间的
相容性已十分困难。作者在塑料涂装厂对ABS塑料进行涂装
过程中发现,厂方声称的ABS基料耐溶剂性能极差,当涂料中
含有一定的芳烃溶剂时,涂膜干燥过程中出现细细的“银纹”。
经了解,塑料本身掺入大量高抗冲聚苯乙烯改性,而这种情况
目前在塑料涂装市场上非常多见,现在能遵循的规律是表面
张力与结构相似程度,只有成膜物的表面张力比底材低,且成
膜树脂与底材相比具有一定的相容性,涂膜才能附着在塑料
表面。因此,具有低极性的聚丁二烯、聚丙烯酸酯与醇酸改性
氯代烃聚合物等对很多塑料乃至塑料合金都具有极佳的亲
合性。
对于聚乙烯与聚丙烯塑料,氯化聚烯烃的改性仍是目前
较佳的选择。Muenster等[1]用混有高密度聚乙烯的聚亚乙烯
基氯化物作为成膜基料对聚乙烯复合塑料具有极好的粘附
性。Lami等[2]直接采用氯化聚乙烯涂敷在聚乙烯表面,然后
与聚氨酯配套。Menovcik等[3]利用羟基官能化烯烃聚合物与
可与羟基反应的化合物反应制得对烯烃具有良好附着的附着
力促进树脂。巴斯夫公司则利用对聚烯烃进行聚氨酯改性,
在确保对聚烯烃底材附着力的同时,与其他树脂的配套相容
性也得到保证[4]。上述改性树脂从某种意义上说,解决附着
力的根本原因在于结构的相似相亲。Eaztman公司的cp343
系列产品、中海油常州涂料化工研究院的P-18系列等产品
均为氯化烯烃的接枝改性物。目前氯化聚烯烃的丙烯酸酯、
马来酸酐等改性极其活跃,而王小逸等[5]以双戊烯烃聚合物
为母体,丙烯酸单体在引发剂作用下接枝形成苯乙烯-双戊烯
烃共聚物,实际上是利用聚戊二烯在结构上与聚烯烃塑料的
相似性和低表面能状态,所以说,成膜物主体结构与塑料基体
结构的相似性仍是塑料涂料成膜树脂合成追寻的重要手段。
在研究中曾发现,某些羟基丙烯酸树脂作为基料的涂料,利用
脂肪族异氰酸酯作为交联剂在特定的ABS塑料表面涂覆(目
前市场多为合金)几乎没有附着力,而当交联剂改为芳香族异
氰酸酯时,附着力却十分优异。笔者认为,根本原因在于交联
剂转变为芳香族异氰酸酯时,由于成膜后树脂中苯环结构增
多,结构的相似性(多体现在溶解度参数与氢键值上的相近)
增强,所以附着牢度增大。
同样作为结构的相似相亲,环氧-聚酰胺在尼龙底材上的
润湿就是利用涂膜中的聚酰胺与尼龙结构的相似性而产生强
附着[6]。而各种聚氨酯成膜物(丙烯酸聚氨酯、聚酯聚氨酯
等)在聚氨酯塑料上的附着同样与结构相似相关联[7-8]。
除传统的溶剂型合成方法外,等离子聚合[8]、乳液聚合也
成为塑料涂料成膜树脂合成的新方法,而乳液聚合技术是伴
随水性化技术的发展而发展的,在塑料涂料水性化方面起了
相当大的作用。
作为与光固化配套的底漆,塑料涂料用基体树脂除传统
的羟基丙烯酸类外,高软化点、耐溶剂侵蚀的热塑性丙烯酸树
脂成为人们关注的焦点之一。为了提高热塑性树脂的耐溶剂
性,—CN基或微交联特征的硅氧烷的存在是必要的,有时为了
解决配套性,可能在树脂中掺入纤维素类树脂。
总之,塑料涂料用成膜树脂如同塑料本身的复合化一样,
基料组分从单一结构向多组分结构拓展,甚至采用不同软化
点的同类型树脂复合体。依靠单一成膜树脂已很难满足现代
塑料涂料的发展要求,而通过合成技术一次性将同一树脂中
掺入多组官能团且在同一种树脂中实现软、硬段的高度分离
都极其困难,不同结构、不同属性的基料通过物理混合的方法
要简单得多,但是物理混合往往出现相容性问题,这是在塑料
涂料的配方设计过程中需高度关注的。
2环保型塑料涂料
2·1粉末涂料
一般来说,粉末涂料由于采用静电涂装,且需高温烘烤交
联成膜,所以在通常情况下塑料并不适合采用粉末涂料涂覆。
然而由于粉末涂料高交联特征,在耐介质等许多方面具有特
定的优势,所以近年来,在如冰箱、空调、小家电等众多领域,
粉末涂料成了新宠。为了实现静电涂装,一般在塑料中注入
导电纤维,比较常见的如尼龙、聚丙烯、玻璃纤维增强塑料等,
涂料品种主要涉及氨基丙烯酸、氨基聚酯等。
2·2水性涂料
在玩具领域,出于健康、安全方面的考虑,水性化是大势
所趋。Patil等[9]利用亲水性淀粉、水性环氧树脂、蜡乳液、三
聚氰胺-甲醛树脂及氟化表面活性剂等混匀涂覆于聚乙烯膜
表面, 80℃加热24 h后,由于热交联的缘故,涂膜强度、耐水
性及附着力均显著提升。Park等[10]通过氯化聚丙烯与丙烯
酰胺在引发剂作用下接枝共聚,得到的共聚物在聚丙烯表面
具有很好的附着力。利用VeoVa 10 (叔碳酸乙烯酯)与丙烯
酸酯共聚,内、外乳化并存,亲水性的二丙二醇丁醚作成膜助
剂,所得涂料涂覆于聚丙烯板上,涂膜附着力、耐水性均十分
优异[11]。利用磷酸酯与丙烯酸酯反应,用碱中和的方法得到
的聚合物配制铝粉漆,不仅铝粉漆分散、贮存稳定性好,而且
对塑料底材的润湿性好[12-13]。
在研究过程中发现,利用二双键或三双键的丙烯酸酯与
其他柔性丙烯酸单体进行乳液共聚,得到弹性的丙烯酸共聚
物,不仅强度与普通乳液对比明显增强,而且耐水性十分突
出,甚至在PC表面涂覆干燥后在去离子水中煮沸2 h仍不起
泡,而一般的溶剂型聚丙烯酸酯均难达到这种要求。笔者认
为,这些亲水型聚合物表面均含有一定量的亲水性官能团,水
分子可以借助于这些亲水性官能团,十分容易地在膜两边自
由进出,而高聚物本身与塑料底材之间的作用远大于高聚物
与水及塑料底材与水之间的作用,所以即使在煮沸状态下,水
分子对高聚物与塑料底材之间的破坏作用仍比较缓慢,以致
耐水煮时间较长。而一般溶剂型树脂多有一定的耐水性,但
涂层中的缝隙仍能让水分子缓慢进出,随着水温的升高,水分
子运动的动能加大,水分子通过涂膜向底材表面扩散加快,但
在加热状态下水分子向涂膜外表面扩散时,由于缺乏亲水性
官能团的水合化转移,水分子不断向涂膜冲撞,致使涂膜易于
被冲撞而剥落形成气泡。当然水性高分子涂膜的耐水性也仅
局限于不被锈蚀的非金属塑料或玻璃表面,而金属材料由于
易被氧化产生锈蚀而引起涂层疏松导致起泡。
目前,见诸于报导的用于改性水性聚合物成膜后耐水性
的研究主要集中在对聚合物进行疏水性改性(降低表面张
力)、聚合物内交联、立体结构(如二丙烯酸酯与多丙烯酸酯)、
聚合物成膜后自交联(有机硅、酰胺等改性)等[14-15]。为了改
善涂膜成膜后的耐溶剂性,在树脂结构中引入耐溶剂的官能
团如腈基(—CN)等,或采用交联单体。Kosugi和陈伟林
等[16-17]利用苯乙烯与丙烯腈、丙烯酸酯共聚,涂膜的耐水、耐
酸性均得到提高。而王玉香等[18]则利用水分散型的多异氰
酸酯与水性羟基丙烯酸树脂外交联用于ABS及PC、PVC等塑
料的涂装,涂膜的力学性能、耐水性、耐化学性十分理想。Zie-
gler等[19]则在水性双组分体系中引入亲水性的助溶剂辅助成
膜,由于树脂本身的水溶性相对下降,树脂在硬度等方面调节
的空间非常大,以致得到的涂膜综合性能优异,可适应各种塑
料底材涂装要求。
目前水性塑料用涂料的研究十分活跃,但真正进入工业
化生产的规模尚很小,笔者只在汽车、玩具、家电等少数领域
发现有使用水性塑料涂料的情况,而且品种主要集中在聚氨
酯水分散体、丙烯酸乳液与水性双组分丙烯酸酯涂料,究其原
因在于涂料水性化后涂膜综合性能与溶剂型涂料相比尚存在
一定的差距,然而无论从环境方面考虑,还是从节能、节约成
本角度出发,水性体系是关注的重点,随着新的合成技术、新
原材料的拓展,水性塑料涂料的发展空间会相应增大。
2. 3光固化涂料
相比于粉末涂料和水性化塑料涂料,光固化涂料在塑料
涂装领域的发展显得异常迅捷。目前在摩托车、电动车与家
电等领域,光固化塑料涂料已得到了广泛的推广,相应地推动
了光固化涂料技术本身的进步,包括从单体到助剂与合成技
术的进步。
Hamada等[20]利用甲基丙烯酸甲酯的均聚物与氨基丙烯
酸酯、甲基丙烯酸氧基酯等在光敏剂的引发作用下,得到在
ABS表面涂覆的快干涂层。Yaji等[21]采用含三环癸烷结构的
光敏剂引发聚丙烯酸酯配制丙烯酸涂料,涂覆在聚苯乙烯底
材上,涂层的透光性与表面流平性均非常突出。在聚碳酸酯
表面,采用热与光同时激发固化的双重固化模式,涂膜耐紫外
光性能得到显著改善[22]。而降冰片烯烃聚合物薄膜表面采
用UV固化的聚氨酯改性的氨基丙烯酸酯,在膜中引入二氧化
硅不会影响涂层的透明性,且涂层的耐划伤性优异[23]。在树
脂中引入弹性链段可提高涂膜的附着力与耐冲击性[24];分子
链段中引入含氟的硅氧烷与A-174(γ-甲基丙烯酰氧基丙
基三甲氧基硅烷)及胶体二氧化硅,涂膜的透明性、流平性、防
污性、耐磨性均因交联和表面张力的降低而得到明显改善[25]。
UV固化涂料目前在聚碳酸酯、ABS、聚苯乙烯、聚丙烯等
塑料表面应用较为普遍,但仍存在一些问题:
(1)涂料与底漆(本色漆或金属漆)之间的附着力问题;
(2)罩光漆涂膜放置一段时间易出现雾影,耐湿热性能较差;
(3)与聚氨酯等体系相比,涂层耐水性往往显得不够; (4)涂料
目前主要用于清漆,通过颜料着色对光固化过程影响较大。
光固化残留的自由基影响涂膜的耐黄变性等。
3功能化涂料
塑料涂料除对塑料制品具有保护功能外,近年来在装饰
及功能化领域取得了一系列进展。利用硅氧烷与环氧-硅酸
酯共聚物与叔胺作用,得到的涂层在聚酯切片上不仅附着力
好,而且耐磨性突出[26-28]。同样对于聚酯片,用丙烯酸-β-
羟乙酯酯化二苯基四羧酸二酐,再与甲基丙烯酸缩水甘油酯
和邻苯基苯基缩水甘油醚反应,涂膜不仅折光指数高,而且耐
磨性好[29]。而利用增滑剂如石蜡或润滑剂,对于含氨基甲酸
酯改性聚亚烷基二醇聚(甲基)丙烯酸酯与氨基甲酯改性的聚
(甲基)丙烯酸酯混合物在光敏剂存在时,利用UV光照射,得
到的涂膜不仅耐划伤、耐候,而且防雾性能好[30]。同样,为了
改善防雾性能,Konno等[31]则利用外乳化法,得到的聚丙烯酸
酯与胶体二氧化硅、具有阴离子特征的碳酸酯-聚氨酯复合,
得到的涂膜对聚烯烃不仅润湿性好,而且具有优良的防雾性。
Brand等[32]发现用低氧透过性的聚硅氧烷涂覆在PET膜上,
氧透过值只有14 mL/(dm2bar);Yamazaki等[33]发现部分锌中
和的聚丙烯酸具有对氧的阻隔性。而Miyasaka[34]则发现聚乙
烯醇和浮型二氧化硅混合物制成的涂膜(涂覆于双轴取向的
聚丙烯膜)水蒸气与氧的渗透性极低,在20℃, 60%相对湿度
及40℃, 90%相对湿度下,分别只有1·5 mL/(m2·24 h·atm)
和4·9 mL/(m2·24 h·atm)(1 atm=101·325 Pa)。
利用橡胶的减震性,将橡胶与聚硅氧烷、可固化聚氨酯等
复合,成膜后由于物件与涂覆底材接触或移动产生的噪音,在
一段时间内保持起始静态摩擦系数,具有减震性[35]。热固性
或紫外光固化的树脂与含氟聚合物通过热固化或紫外光引发
聚合,在聚酯膜上涂覆,具有防反射功能[36]。硅氧烷聚合物
等具有低反射指数的涂料,同样具有防反射功能[37]。研究发
现,氢氧化铝粒子与低玻璃化转变温度的树脂(Tg: -50~
50℃)混合涂覆在聚酯膜表面,具有热辐射功能。
4特种塑料涂料
塑料涂料除了涂料与塑料之间的作用外,往往还可能存
在与其他介质之间的作用,真空镀膜涂料即是如此,它除了与
塑料接触外,还与金属镀膜层发生作用,这些涂料在金属膜与
塑料底材之间起到桥梁作用。目前真空镀膜底漆主要涉及丙
烯酸、氨酯油及改性聚丁二烯等,主要涉及灯具、塑料镀铬装
饰,有时具有辅助塑料导电、导热之功能。而面漆则主要为丙
烯酸、聚氨酯及聚乙烯醇缩丁醛。孙永泰[38]利用HDI与水作
用形成的多羟基型聚氨酯涂覆在塑料镀铬件的外表面,涂膜
丰满、坚韧,具有良好的耐磨性、耐冲击、耐化学品与耐湿热
性。而氨基丙烯酸涂料、叔碳酸缩水甘油酯改性丙烯酸涂料、
含氟丙烯酸酯聚合物等应用于真空镀膜涂料得到的涂膜往往
具有高硬度、丰满、耐污染等特征[39-41]。近年来,紫外光固化
涂料在真空镀膜领域中取得了较好的应用效果,为了降低涂
膜表面的缺陷,改善涂膜的性能,通常在涂料中加入少量惰性
溶剂。与此同时,热固化与光固化同时存在于真空镀膜涂料
中,涂膜的交联密度、硬度与耐磨性均能得到改善,而且涂膜
外观更好。环氧改性对塑料镀银附着力的提升十分有效,Ozu
等利用四甲氧基硅烷部分缩合物(Me Silicate51)与缩水甘油
(EpiolOH)酯交换反应,再与2-羟乙基乙烯二胺-异佛尔酮
二胺-异佛尔酮二异氰酸酯-聚碳酸酯二醇(PlaccelCD220)
共聚物反应,得到的底漆喷涂于ABS板上,在80℃干燥
10 min,对ABS和镀银镜面附着力高[42]。
5塑料涂料研究存在的问题
到目前为止,塑料涂料研究大多数停留在配方性能测试
阶段,由于塑料对溶剂的敏感性不同,对于溶剂型涂料,涂料
中的溶剂或多或少对塑料底材存在侵蚀性,塑料与涂料界面
之间容易发生互相渗透、扩散,导致物理与化学作用共存,加
上多数塑料本身的使用寿命较短,塑料涂料的时效性和涂料
对塑料本身应用改变的影响程度常被忽视,而这些对塑料制
品的应用往往十分重要。一些高结晶度的工程塑料,如聚甲
醛、聚砜等在没有对塑料进行表面处理时,直接涂覆涂料一般
比较困难,有必要寻找到与这些材料之间亲和性较好的化合
物,开发出能直接在塑料表面涂装的涂料,减少表面处理带来
的环境与成本问题。
Ⅳ 急求环氧树脂目前最新的全球产需状况(包含国内外)
环氧树脂市场分析
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,其分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为特征。这使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物,并由此特性成为先进复合材料中应用最广泛的树脂体系,可适用于多种成型工艺配制成不同配方,可调节粘度范围大;以适应于不同的生产工艺。近年来橡胶弹性体增韧、树脂合金化改性以及环氧树脂增韧改性新技术等增韧技术的日益成熟,环氧树脂得到了更好更广泛的应用。目前环氧树脂统治着高性能复合材料的市场,因此对环氧树脂市场的研究有着广泛的意义。
根据最新统计,我国2005年全年环氧树脂产量为44万吨、进口量为25万吨、出口量为6万吨、消费总量为63万吨,产量继续保持较大增长,进口量在总消费量中的比较进一步下降,消费量已趋于稳定合理。
纵观近年来国际环氧树脂市场,1993年,世界环氧树脂生产能力为130万吨,1996年递增到143.5万吨,1999年为159.5万吨,2002年为186万吨,2005年为201万吨,预计2010年可达到250万吨左右。尤其是欧美、日本环氧树脂公司兼并及投资建设较为活跃。国际大鳄经过一系列重组整合,全球环氧树脂行业三甲已轮流坐庄,由20世纪末的Shell、DOW、Ciba-Geigy,变成Hexion、DOW、南亚。市场新三强生产能力分别达到38、36、30万吨/年!并且Hexion、DOW、南亚三甲目前在中国都设有生产基地,中国在数量上已成为全球环氧树脂最大生产国和重要消费国,但从消费结构以及企业个体角度来看,作为经济组织国内企业还有待做大做强。
一、产业历史
我国环氧树脂产业起步于1958年,但是计划经济的束缚、加上文革的影响,使我国的发展步子明显慢于国外。上世纪80年代情况有所好转,年增长率达到了7%左右,但从总量上看每年计划安排的环氧树脂用量始终在万吨以下。90年代初,我国经济发展逐渐与国际市场、国际经济接轨,环氧树脂行业出现了众多外资企业、中外合资企业,加上大量乡镇企业、私营企业的进入,我国环氧树脂生产企业如雨后春笋,一下子由原来的几十家扩大到近200家,出现了多种经济成份相互竞争、共同发展的局面。但当时的单套装置规模均在5000吨/年以下,与国外相比差距甚远,工艺技术上同样具有很大距离。
经过上世纪90年代的大力发展,我国环氧树脂行业进入了又一个发展期。1998年环氧树脂消费量达到12万吨。技术引进在此过程中发挥了重要作用,使我国环氧树脂生产从技术水平到生产规模都有了一个很大的提高,他们生产的环氧树脂已经能够与进口货抗衡。在这一发展期间,我国环氧树脂行业出现了聚集发展的格局,龙头企业充分发挥了对整个行业的牵幅射作用,形成了我国环氧树脂的核心产业带;安徽黄山地区异军突起,他们独辟蹊径发展粉末涂料专用的固体树脂,凭借专业化的优势,构成了环氧树脂和环氧树脂粉末涂料联合生产基地;华南地区成为我国环氧树脂应用的一个高地,该地区凭借毗邻港的地域优势在大力发展电子工业的同时,带动了环氧树脂在电子领域的应用,是电子领域成为我国环氧树脂主要消费方向之一的重要推动力量。
进入21世纪,电子电气、交通运输、石油化工、建筑工程等与环氧树脂相关的行业发展尤其迅猛,经济建设对环氧树脂的需求量急剧增加。在这一“发展”的大背景,我国环氧树脂迎来了黄金发展阶段。生产和消费的平均增长达到30%左右,远远高于同期全球3%的增长水平,成为全球环氧树脂增长的主要拉动力量。主要的发展特点表现为以下几个方面。
二、产业特点
一是外资带动。美国以及台资等纷纷在大陆建厂生产,这些外资工厂具有相当生产规模,几乎占了目前中国大陆环氧树脂生产能力的一半。同时采用的工艺技术都是国际最先进的,使我国环氧树脂产业不仅生产能力大幅提升,而且技术素质有了飞跃,特别是从国外到国内的技术“领先”刺激,促使国内原有的环氧树脂企业奋发创新,从而实现了良好的整体带动战略。
二是行业内部通过结构调整,产业链与区域经济整体发展、同步提升,企业素质有了质的提高。规模化成为当前内资环氧树脂企业的最大特点,目前企业数量已从高峰时的200多家调整到100家左右,企业生产规模则有了极大提高,技术水平同样快速提高,而且其发展不再是孤立的而是具有带动或呼应整个产业链同步提升的能力,产生的聚集效应值得充分肯定,已经把我国环氧树脂产业水平推进到了一个新的高度。
三是技术创新能力大为提高,技术水平进入世界较先进行列。当今环氧树脂产业领域的竞争,除了人才、管理、资本等因素外更重要的是技术的比较,目前中国环氧树脂业随着资本结构的多元化,同时也成为中外各种先进工艺技术的比拼舞台,在这一决定竞争成败的竞技场上,中国本土的企业在依靠自有知识产权的同时不断推进技术进步,在竞争中逐步发展壮大。
四是整个行业呈现分工较为明确的格局。生产能力在2万吨/年左右的大型企业,无论内资、外资均以大宗的基础树脂为主,在这些领域没有规模就没有优势,小企业难以有所作为;内资企业的一些传统大厂也是新产品研发的中心,不断培育新的品种,不断形成新的大宗品种;而在粉末涂料重镇黄山,单一优势明显,产品大量出口;特种、专用产品和技术全面开花,一些小型企业“内精外王”,为业界瞩目。
五是环氧树脂应用领域迅速打开。应用的力度和深度是产品生产规模的基础,材料制造行业为应用行业提供先进的材料、满足其生产出更好产品的要求,而应用行业又反过来要求材料制造行业提供更加先进的材料、促进其不断发展。其中许多以前依赖进口的产品,实现了国内部分或全部替代。
六是信息化建设进展神速、与行业的现代化发展相辅相成。信息化促进产业化、产业化带动现代化已成该行业的真实写照,该行业先进企业大都有着信息化手段的有力支撑。通过ERP系统等全面的信息化建设,在流程上实现效率、在应用中实现了降耗的目标。
三、应用分析
目前我国环氧树脂应用主要领域有:电子信息,其中彩电、音响、电话机产量跃居世界第一,目前正在聚焦信息家电、移动计算、数字电视、无线局域网、汽车电子等领域的新兴市场,环氧树脂在其中的应用主要形式是敷铜板、塑封料、浇注料、包封料、贴片胶、模具胶等;交通设备,交通运输设备制造业中大量使用环氧电泳涂料、重防腐涂料、模具胶、工具胶等各类粘接剂、复合材料等;能源工业,环氧树脂在该行业中的应用主要是作为绝缘材料,应用形式主要有层压板、浇注料、塑封料、绝缘漆、粘接剂;汽车制造,高速发展的汽车产业将大力促使环氧树脂生产,目前每辆汽车平均需耗环氧树脂5公斤,随着我国汽车产业的腾飞,内需拉动下环氧树脂在该领域大有可为;建筑、水利行业,环氧树脂在该领域中的使用形式主要包括地坪、防腐涂料、其它建筑涂料、复合材料混凝土、环氧沥青、建筑补强和堵漏材料、大坝防腐材料等;石油石化,环氧树脂在石油石化的应用以防腐为核心,应用形式主要有海上石油平台、油罐、输油管道防腐材料。
环氧树脂消费与经济发展存在着高度正相关联系,经济越发达、生活水平越高则环氧树脂消费量越高,目前发达国家人均消费环氧树脂水平达到1公斤/年左右。而我国人均消费环氧树脂2000年仅0.1公斤,而2005年已达到0.3公斤,增长了2倍,由于我国人口基数的庞大因此在今后几年的产业震荡中行业规模的扩张还是非常可观的。
我国环氧树脂需求量的急速增加,引起国际业界高度关注。环氧树脂跨国公司几乎全部前来或正在前来我国投资兴建大型生产厂,国内企业也纷纷新建扩建环氧树脂装置。据公开披露的信息,目前拟新增环氧树脂生产能力达到55万吨/吨左右,加上现有生产能力40万吨/吨,预计2010年前后我国环氧树脂生产能力将达到130万吨/吨,接近全球的一半,成为世界环氧树脂大国。我国环氧树脂事业目前正进入一个新的关键发展期。
四、市场建议
但我国环氧树脂产业如何实现大国梦,并进而成为强国,还有很多课题要解决。首先要走专和特的道路。我国环氧树脂市场大,国产环氧树脂市场占有率一直持续上升并逐渐占据优势,同时开始走向国际市场,成绩可喜;但是进一步扩大优势就要从环氧树脂市场面大量广、用户产品更新换代快、工艺技术进步迅速这个特点出发,根据应用行业发展特点大力发展特种或专用环氧树脂,学习黄山的产业结构,中小企业力争单一优势,以专以特作市场。
其次积极瞄准国外高档产品进行攻关,早日实现替代。我国短缺的、需要依赖进口的环氧树脂产品,价格都相当高甚至高得离谱,这些产品开发难度大、成本高,有些目前需求不大,但决不能因此放弃发展,有条件的厂应积极组织开发。一来可以为下游行业压缩过高成本,二来可以为自身赢得未来的市场。
再次,要开发绿色产品,实现清洁生产。环氧树脂废水的治理是环氧树脂行业的一大难题,这主要是由于环氧废水中含有大量老化树脂和较高浓度的碱盐,采用传统的废水治理方法难以奏效。尤其电气、电子、建材方面对环保产品的要求呼声很高,目前大量使用非环保的溴化环氧树脂的覆铜板、阻燃电器浇注料已受到一定的限制,发展非卤化阻燃环氧树脂要立即行动。环保水溶性环氧树脂、无溶剂型环氧树脂、高固体份环氧树脂目前产量还很低、品种也不多,要大力推动发展。
最后,必须加快发展原料、辅料的配套发展。目前我国双酚A、环氧氯丙烷、固化剂的生产远远跟不上环氧光固化涂料用环氧树脂的研究。
五、上游行业分析
环氧树脂生产中固化剂及环氧氯丙烷是最重要的生产要素。
我国环氧树脂固化剂业的问题主要表现在以下几方面:一是产需矛盾突出,高档及许多专用固化剂需进口;二是品种少、系列化程度低,难以适应千变万化的环氧树脂配方之需;三是环氧树脂与固化剂配套发展水平极低,缺乏产业链的配套优势;四是固化剂发展缺乏统筹规划;五是研发状况不尽人意。
我国环氧氯丙烷的发展,始终与环氧树脂的发展密切地联系在一起,至今为止我国环氧氯丙烷的主要用途还是用于生产环氧树脂。目前国内环氧氯丙烷消费结构为:环氧树脂行业占85%,合成甘油占7%,氯醇橡胶占2%,其他占6%。环氧氯丙烷在精细化工中的应用已开始起步,虽然使用量不能同环氧树脂同日而语,但其发展前景广阔,值得肯定。目前国内环氧氯丙烷生产企业在原材料及公用工程消耗、产品质量、生产成本等方面与国外先进水平比有较大差距。唯有大力改进生产技术,努力降低成本,提高产品质量,才能在提升行业国际竞争力的基础上更好的为国内的环氧树脂行业提供助力。
按照环氧树脂消费与国民经济发展的关系曲线,以及与涂料、胶粘剂、复合材料等应用材料,电子、电工、建筑、汽车等应用领域的关联度,从多个方面进行测算,到2010年我国环氧树脂生产能力将达到130万吨,占全球总产能的一半,环氧树脂总消费量为150万吨左右,继去年成为全球最大生产国后,将于“十一五”中期成为全球最大消费国。
六、市场预期
2006年初,相对于原料行情的尴尬境地,环氧树脂市场达到了近10年来的高价位。但无论是双酚A价格疲软还是环氧氯丙烷供不应求,对于下游环氧树脂厂家来说均有一定影响,目前这种上下游之间的脱节必然是暂时现象,经过一段时间的调整后,在需求拉动下,环氧树脂及原料行业一定会回归共同繁荣的局面。
中国环氧树脂产业“十一五”规划于日前正式开始编制,规划将特别贯彻环境友好、资源节约、自主创新原则。结合产业环境以及各行业需求,我们可以得出以下数据:
1、预计2010年我国汽车产能将达到1200万辆,以目前辆汽车平均需耗环氧树脂5公斤计算,2010年我国汽车工业涂料消费环氧树脂约为6万吨,加上保有汽车的修补漆所需环氧树脂的量预计在9万吨左右。
2、船舶工业、海洋工业所需环氧树脂涂料前景诱人。21世纪是“海洋的世纪”,是海洋开发的新时代。从现在到2010年,将是世界造船业大发展的时期,世界各类船只的需求量将增加50%。我国已脐身世界航运和造船业大国之列,码头设施、海上建筑、钻井平台、输油管道、海水养殖设施等行业也需要大量的环氧涂料(防腐、防海洋生物污染)。今后5年对环氧锌粉车间底漆、环氧铁红车间底漆、环氧沥清防锈漆、油舱压载水舱环氧涂料、环氧树脂软水舱漆、海洋工程及海上建筑用环氧防腐涂料的需求量很大,专家预测,2010年我国船舶工业、海洋工业需15万吨环氧树脂左右。
3、集装箱工业:我国集装箱工业发展迅猛,已成为世界第一大集装箱生产国。预计2010年,集装箱用涂料需7万吨左右,要消耗环氧树脂5万吨左右。
4、食品罐工业:随着生活水平的提高,食品罐头、食品贮存容器制造业持续高速发展,罐头涂料需要越来越多的环氧树脂。
印度艾迪泰雅·比尔拉化学(泰国)有限公司总裁H.KAgarwal,最近在北京第3届酚酮及衍生物大会上称,今后3年中国将是亚洲环氧树脂市场中惟一保持赤字的国家。并进而表示2008年中国大陆环氧树脂生产能力42万吨/年、需求44.5万吨/年,短缺2.4万吨/年。中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家针对这一消息评论说,H.KAgarwal的论断指明了明环氧树脂全球过剩、中国短缺的趋势,这是正确的;但其所援引的数据是几年前的,按惯例几年间数据一般不会有大变化,但事实恰恰相反。变化如此巨大造成分析失误,可见我国环氧树脂业发展之快。
在2月24日于北京举行的第3届酚/酮及衍生物大会上,Agarwal称今后3年中国大陆环氧树脂需求增长率估计为7.4%,这明显高于日本、中国台湾地区和韩国,后3者的需求增长率估计分别为0.93%、3.5%和5.2%。至2008年中国将能生产近42.1万吨/年环氧树脂,而其需求将为44.5万吨/年,这导致短缺2.4万吨/年。事实上近5年来中国大陆环氧树脂产需增长平均速度在20%以上,2005年中国大陆环氧树脂生产量32万吨、消费量62万吨。中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家说,这远“超过”H.KAgarwal先生2008年的预计数。
H.KAgarwal先生还表示,2008年中国台湾地区的环氧树脂产能将达到37.3万吨/年,而其需求仅为10.5万吨/年,导致过剩26.8万吨/年。中国大陆的高增长率难以缓解亚洲过剩的供应,2005年亚洲环氧树脂总需求为73.7万吨/年,而总产量为120万吨/年,导致过剩46.3万吨/年。这种供需形势预计将不会得到改善,因为2008年亚洲环氧树脂总产量估计为130.7万吨,而总需求为85.7万吨,过剩45万吨。这些数字也大相径庭,实际上亚洲2005年环氧树脂需求为:中国大陆62万吨左右、台湾地区20万吨左右、日本18万吨左右,加上其它国家和地区根据不是85.7万吨的概念。据中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家不完全统计,目前全球环氧树脂生产能力至少已达到208.62万吨/年,中国占总能力的32.77%、其中大陆占总能力的15.4%。中国大陆环氧树脂生产能力从1999年5万吨/年、占世界总量的2.99%,发展到2005年32万吨/年、占世界总量的15.4%是个为全球了不起的成绩。中国已经成为全球环氧树脂主要生产国、重要消费国。
进入2006年,中国大陆环氧树脂生产能力已达到45万吨/年,同时在建生产能力达10万吨/年左右。从全球范围看环氧树脂产能已经过剩,但在中国大陆尚处于短缺,但短缺的是特种产品而非常规产品。中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家强调指出,业界投资时必须充分考虑这一现状,切忌低水平重复建设、一哄而上。为此要坚持以下原则:一是要改变以6101为主的产品思路,双酚A型环氧体系产品是世界环氧行业的主流,但应以618环氧树脂为基础树脂,长期以来我国环氧树脂的生产都是以6101或E-44为主要产品,而基础树脂618或E-51生产量极少,这是我国过去采用手糊法生产玻璃钢而造成的事实,现在形势已经发生变化故为此不能抱住6101这个产品不放,而应该扩大思路生产无溶剂、低粘度、或改性的新产品;二是发展目前紧缺的环氧树脂产品,目前我国环氧树脂年用量已达30万吨左右,但其中二分之一仍然依靠进口,国产环氧树脂以双酚A型为主,而且固化剂、活性稀释剂、助剂等配套不齐不成系统,150多家生产环氧树脂厂大多在双酚A型环氧树脂方面抡跑道,而一些前景好的跑道都让给外商,例如耐热系列、阻燃系列、水溶系列、高纯度系列的产品国内生产厂家很少,其实酚醛环氧、邻甲酚甲醛环氧、双酚F环氧、脂环族环氧、含磷环氧及光固化环氧、水性环氧都是目前看好的产品;三是开发有利环保的新产品,各行各业现在都十分注重环境保护,市面上出现了不少“绿色”产品,为此对使用的原料也提出了这方面的要求,如覆铜板、阻燃电器浇注料大量使用溴化环氧树脂,而溴化物因破坏大气层臭氧结构目前已受到一定的限制,生产非卤化阻燃环氧树脂必须尽早计议;四是走合作联合之路,开拓环氧系统产品,我国环氧树脂生产和科研起步不晚但发展速度慢了点,。在我国也有一些很有实力的环氧树脂生产和研究单位以及大专院校,曾经开发出许多当时比较先进的生产工艺和产品,但不知什么原因没有推广开来,现在很多单位已经采用鼓励科研开发新机制,相信发展新技术、新产品的速度会比以前快。
改革开放以来的事实证明了我国环氧树脂企业界有信心、有能力来发展好我国环氧树脂事业。当中国市场刚开放时国外环氧树脂大量涌进中国市场,一度国产环氧树脂曾被压得透不过气,国外环氧树脂在国内市场的占有率曾高达65%左右。时至今日虽然进口的环氧树脂为30万吨左右,但国产环氧树脂产量也达到30万吨左右,国产环氧树脂与国外环氧树脂在国内市场的占有率上已平分秋色。而且在环氧树脂的出口方面,虽然总量很小,但蓝星新材料无锡树脂厂等企业已实现批量出口,去年以来该厂出口增长巨大,这也说明我国环氧树脂也是有能力进入国际市场。
最近,由于下游行业开工情况不理想,加上原料双酚A价格低迷,国内环氧树脂行情在外盘走高的背景下反而趋疲,10天左右时间降幅300~500元/吨。目前液体树脂主流价格华东地区23000~24000、华南地区24000-24500、华北地区23000~24000、东北地区23500~24500元/吨,固体树脂主流价格华东地区18800~19000、华南地区19000~19200元/吨。
环氧树脂2大原料双酚A和环氧氯丙烷,前期价格一弱一挺,环氧氯丙烷的居高不下使环氧树脂承受成本之痛,双酚A的持续低迷让环氧树脂售价欲提还休;随着环氧氯丙烷行情的下调,环氧树脂价格迅速挫低。据中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)市场分析人士介绍,目前主导产品液体环氧树脂618(E-51)价格23500~24000元/吨,6101(E-44)价格23000~23500元/吨,固体环氧树脂604(E-12)价格为18700~19000元/吨。环氧氯丙烷行情的调整从固体产品疲、液体产品平,转变为液体产品疲、固体产品平,上周5(3月10日)华东、华南、华北、东北各地全面下挫。
国内环氧树脂市场当前的另一个特点是外盘高、内贸疲。虽然也感受到了出货困难的压力,但环氧树脂进口市场依然坚挺,其中美国瀚森(Hexion,原壳牌)828价格27000~27500元/吨,台湾南亚128(E-51)价格24800~25000元/吨,陶氏331(E-51)价格在26500元/吨。中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)市场人士介绍说,陶氏化学计划3月中旬上调环氧树脂美金报价,前期美国瀚森外盘价格上涨了100美元/吨。
从原料供应角度看目前成本难以下降。其中环氧氯丙烷行情虽有下调但空间有限,可以说是上涨下跌均受限:近期国内环氧氯丙烷整体成交量未有明显起色,由于前期下游环氧树脂行情持续疲软、需求冷清而造成无形压力,一方面外盘价格高挺、市场货源一般、贸易商走货意向不强,另一方面国内厂家价格持稳、走货顺畅,从而导致市场价格进入僵持局面,目前下游环氧树脂略有起色是为利好,但上周末约有2000吨环氧氯丙烷进口货到港,鉴于此前环氧氯丙烷价格一直高位徘徊,因此其行情上涨动力不足,近期走势波动空间有限。而双酚A在贸易商推价努力下开始起色,主流市场华东地区价格提升至11800~11900元/吨,且成交情况有所好转,中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)市场人士分析认为,双酚A内外盘倒挂已维持较长时间,加上近期亚太地区酚酮和双酚A装置逐步进入检修,外盘下行可能性甚小,从而将对内贸市场形成回升支撑,同时由于下游环氧树脂市场疲态减缓,双酚A行情有所重返12000元/吨平台.
品 种 成交价格(元∕吨) 升跌率(%) 评 析
环氧树脂 E-51 24500 / 受生产原材料等影响,价格稍有上升
环氧树脂 E-54 24800 / 同上
环氧树脂 E-44 24000 / 同上
环氧树脂 E-20 23500 / 同上
环氧树脂 E-12 24000 / 同上
酚醛环氧树脂 F-51 33000~35000 /
固 化 剂 1044 16000 / 无毒、性价比高
固 化 剂 2544 22000 / 无毒、性价比高
固 化 剂 T-31 14500~17500 / 因产品质量及原材料不同,真假T-31之间差异较大
固 化 剂 650 20000 /
固 化 剂 651 23000 /
固 化 剂 H300 22000 /
固 化 剂 593 28000~34000 / 部分厂家用591冒充593低价进入市场
固 化 剂 113 19000 / 因主要原材料DDM主要产地都在华东,所以华南价格较高
固 化 剂 (地坪面涂用) 42000 /
固 化 剂 (水晶胶用) 43000 /
固 化 剂 (打磨胶用) 62000 /
甲基四氢苯酐 910 16500 /
促 进 剂 DMP30 22000 /
促 进 剂 二甲基苄胺 38000 /
稀 释 剂 660A 30000 /
稀 释 剂 661 16000 /
稀 释 剂 6630 30000 /
前期,因环氧氯丙烷价格持续走高,导致环氧树脂价位逐步提升、双酚A价位较为稳定、对环氧的价位起一定的高位打压,所以环氧树脂的升浮步子不是很大。 前期,由于受到南亚等大装备将要投产,冲击市场,对业内人士心理上造成阴影,较多厂商压缩库存观望,但形势突变现象并未出现。主要原因是环氧生产量扩容,超过了前道ECH的供应量,ECH的价格提升,限制了环氧树脂的成本,使其已经没有回降的空间,再加上国内环氧树脂的出口大增,国内用量也逐步进入旺季,所以预测三,四,五月份环氧树脂价格仍呈上升趋势.
Ⅳ 环氧板的应用特性
1、 形式多样。各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种应用对形式提出的要求,其范围可以从极低的粘度到高熔点固体。
2、 固化方便。选用各种不同的固化剂,环氧树脂体系几乎可以在0~180℃温度范围内固化。
3、 粘附力强。环氧树脂分子链中固有的极性羟基和醚键的存在,使其对各种物质具有很高的粘附力。环氧树脂固化时的收缩性低,产生的内应力小,这也有助于提高粘附强度。
4、 收缩性低。环氧树脂和所用的固化剂的反应是通过直接加成反应或树脂分子中环氧基的开环聚合反应来进行的,没有水或其它挥发性副产物放出。它们和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂相比,在固化过程中显示出很低的收缩性(小于2%)。
5、 力学性能。固化后的环氧树脂体系具有优良的力学性能。
Ⅵ 急需一份有关功能高分子材料的论文(2000多字)谢谢。。。
仅供参考;
《功能高分子材料》课程是高分子材料、复合材料、材料化学和应用化学专业的核心主干课程,它是建立在高分子化学和高分子物理基础上,并与其它多种学科如物理学、生物学、医学、分离科学等交叉的综合性课程。由于涉及领域非常广泛,如涵盖了吸附分离功能高分子材料、反应型功能高分子材料、电功能高分子材料、光功能高分子材料、高分子功能膜材料、生物医用功能高分子材料、液晶高分子材料、环境敏感高分子材料等,该门课程教学质量的优劣对学生能否深入了解功能性高分子的设计、表征和应用非常重要。考虑到《功能高分子材料》课程一般是在大三的下学期或大四的上学期开设,这时学生面临着考研复习和找工作等问题,很难静下心来进行深入的学习。
因此,采用传统的教学方式难以达到满意的教学效果。针对这些问题,结合我校高分子材料专业教学的实际情况,笔者对《功能高分子材料》课程的教学从教材选定、教学内容和教学方式方面进行了探索。下面,笔者就自己的点滴体会进行论述。
1教材的选定和内容的精讲自高分子学科在我国诞生以来,功能高分子材料的发展非常迅速,目前为止国内所见的教材已有十多种。由于功能高分子材料发展非常迅速,为了获取最新的知识,不能选择那些出版年月较老的教材。另外,还要保证教材编写的质量。经过对不同教材的比较,结合我校实际,最终选用了赵文元和王亦军编著的由化学工业出版社于2008年出版的教材。该教材是在1996年版的基础上,加入了许多新的功能高分子方面的研究内容,并结合实际对一部分内容进行了一定的删改。经过对该教材一段时间的试用,我们发现效果较好。另外,针对课时有限而授课内容多的矛盾,应突出教学重点,选择最热门和重要的部分进行精讲,其它部分略讲或者学生自学。
2多媒体教学与传统教学方式相结合多媒体教学是指运用计算机并借助于预先制作的教学课件来开展教学活动的过程。与传统教学方法相比,它具有课堂容量大、图文并茂、形象生动、易于突出教学重点和难点等优点。近几年来,越来越多的课程开始实行多媒体教学。功能高分子材料方面新概念多,涉及领域广,借助多媒体技术,不仅可向学生直观地展示有关功能高分子设计实例,而且可插入适当的生产生活实例,使抽象枯燥的功能高分子材料课程更加具体生动。同时,要注意的是多媒体教学效果的好坏,在很大程度上取决于教学课件的水平。因此,老师应努力提高教学课件的制作水平。另外,我们也注意到,多媒体教学的上课进度明显要快于传统的板书教学。这样,对于某些特别重要的理论公式的学习和推导,通过多媒体教学难以使学生在较短的时间内完全理解,这时就应该采用传统的板书教学方式。因此,我们应采取多媒体教学与传统教学相结合的教学方式,根据教学内容进行相应的调整,既保证学生对课程感兴趣,又能让学生真正深入的理解功能高分子材料的知识。
3联系生活实际,引出所要讲述的功能高分子材料以生活中的实际例子或新闻报道中的最新科技进展为例子,引出将要介绍的功能高分子材料。这样既能让学生意识到功能高分子材料的重要性,提高学习的积极性,又能让学生了解到最新的研究成果,提高对科学研究的兴趣。如从全球都非常关注的环保问题出发,引出废水和废气处理方面的功能高分子材料,介绍这些功能高分子材料的设计思路和原理,让学生从理论和实际相结合的角度深入理解所学的功能高分子知识。同时,还可以提出一些生活中材料的不足,让学生发挥主观能动性,提出解决这些材料不足之处的方法或设计新的功能高分子材料的想法。这样,学生的学习兴趣会大大的提高,教学效果也会明显得到改善。
4利用网络资源,紧跟最新研究进展,实时补充新的教学内容功能高分子材料是一门发展非常迅速的学科,每隔一段时间都有新的研究成果诞生,我们应根据情况实时的补充那些热门和重要的研究成果到教学内容中,让学生了解到最新的功能高分子知识,提高学生对功能高分子材料的兴趣。互联网上资源丰富,内容更新快,是老师补充教学内容的最佳途径。目前,利用网络资源作为课堂教学的辅助手段,是学生喜闻乐见的形式。老师可以制作一个功能高分子的网页,提供最新研究成果的链接,方便学生浏览。同时,还可以鼓励学生在网上搜索最新的研究成果,再在课堂上以口头报告的形式传达给同学。这样,既能让学生对功能高分子材料进行全面的了解,又能让学生主动的参与教学,达到较好的教学效果。
5互动式教学,学生做“学术报告”课堂教学是教学的关键性环节,如何启发学生积极思考,调动学生的学习积极性,是老师们一直在探索的问题。针对功能高分子材料涵盖领域多,可以从热门的领域中选择几个作为报告题目,然后让学生分成若干个小组,共同完成查找资料和组织讲稿的工作。最后,从各小组中选出一人作为代表上台做“学术报告”,每个小组之间互相提问。
Ⅶ 哪个朋友有关于保温材料方面的论文 请和我联系 谢谢了
泡沫聚合物保温材料的研究进展及其应用
摘要:综述了以聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫和酚醛泡沫塑料为代表的轻质聚合物泡沫保温材料的发展状况。
关键词:保温材料;泡沫聚合物;聚氨酯泡沫;聚乙烯泡沫;酚醛泡沫
保温材料是指对热流具有显著阻抗性的材料或材料复合体。泡沫聚合物是气体分散于固体聚合物中所形成的聚合体。泡沫聚合物的热传递作用主要是传导传递,不发生对流作用,辐射传递很小。它的热导率主要取决于气泡内部气体的热导率,在低温条件下,其热导率进一步降低,因此,它具有很好的保温隔热功能。其中硬质泡沫塑料以其强度、质量轻和闭孔率高的特点特别适合作为冰箱、冷柜、冷库和冷藏车辆等低温设施的保温材料[1]。各种泡沫塑料通过双面加贴沥青纸、铝箔、彩钢板制成复合夹心板材以及加入纤维、填料和空心微球等可制成增强泡沫塑料。泡沫聚合物与其它材质所构成的复合材料除具有很好的保温隔热功能以外,还表现出多种优异的性质,它们已经被广泛用于化工生产、房屋建筑、食品工业、能源输送等众多领域。
1 聚氨酯泡沫保温材料
聚氨酯(PU)树脂是由异氰酸酯与聚酯树脂或聚醚树脂反应制成的一种具有氨基甲酸酯链段重复结构单元的聚合物。聚氨酯材料性能优异,用途广泛,制品种类多,其中尤以聚氨酯泡沫塑料的用途最广。20世纪中期,德国首先成功研制聚氨酯泡沫塑料,其采用廉价的石油化工产品环氧丙烷等作为多元醇的原料,大大降低了聚醚和聚酯的生产成本,使聚氨酯泡沫塑料获得了飞速发展[2]。
硬质聚氨酯泡沫(简称PURF)目前仍然是固体材料中隔热性能最好的保温材料之一。其泡孔结构由无数个微小的闭孔所组成,这些微孔互不相通,因此该材料不吸水、不透水,带表皮的PURF的吸水率为零。该材料既保温又防水,是保温防水双全材料,应用在屋顶和墙体上,可代替传统的防水层和保温层,具有一材双用之功效,以下对其性能和使用效果作简要论述:
a 优良的隔热保温性能
因Pu硬泡在成型过程中以氟利昂(F11)为发泡剂,在形成的均匀致密的封闭孔中充满了F11气体,使其具有极低的导热系数(0.0077W/m
Ⅷ 环氧树脂板的简介
环氧树脂板又叫绝缘板、环氧板、3240环氧板
环氧树脂是泛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,除个别外,它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征,环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团,使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。
Ⅸ 环氧树脂
环氧树脂是泛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,除个别外,它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征,环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团,使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。
环氧树脂的性能和特性
1、 形式多样。各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种应用对形式提出的要求,其范围可以从极低的粘度到高熔点固体。
2、 固化方便。选用各种不同的固化剂,环氧树脂体系几乎可以在0~180℃温度范围内固化。
3、 粘附力强。环氧树脂分子链中固有的极性羟基和醚键的存在,使其对各种物质具有很高的粘附力。环氧树脂固化时的收缩性低,产生的内应力小,这也有助于提高粘附强度。
4、 收缩性低。环氧树脂和所用的固化剂的反应是通过直接加成反应或树脂分子中环氧基的开环聚合反应来进行的,没有水或其它挥发性副产物放出。它们和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂相比,在固化过程中显示出很低的收缩性(小于2%)。
5、 力学性能。固化后的环氧树脂体系具有优良的力学性能。
6、 电性能。固化后的环氧树脂体系是一种具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘材料。
7、 化学稳定性。通常,固化后的环氧树脂体系具有优良的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性。像固化环氧体系的其它性能一样,化学稳定性也取决于所选用的树脂和固化剂。适当地选用环氧树脂和固化剂,可以使其具有特殊的化学稳定性能。
8、 尺寸稳定性。上述的许多性能的综合,使环氧树脂体系具有突出的尺寸稳定性和耐久性。
9、 耐霉菌。固化的环氧树脂体系耐大多数霉菌,可以在苛刻的热带条件下使用。
环氧树脂及环氧树脂胶粘剂本身无毒,但由于在制备过程中添加了溶剂及其它有毒物,因此不少环氧树脂因此“有毒”,近年国内环氧树脂业正通过水性改性、避免添加等途径,保持环氧树脂“无毒”本色。目前绝大多数环氧树脂涂料为溶剂型涂料,含有大量的可挥发有机化合物(VOC),有毒、易燃,因而对环境和人体造成危害。
环氧树脂一般和添加物同时使用,以获得应用价值。添加物可按不同用途加以选择,常用添加物有以下几类:(1)固化剂;(2)改性剂;(3)填料;(4)稀释剂;(5)其它。
其中固化剂是必不可少的添加物,无论是作粘接剂、涂料、浇注料都需添加固化剂,否则环氧树脂不能固化。
由于用途性能要求各不相同,对环氧树脂及固化剂、改性剂、填料、稀释剂等添加物也有不同的要求。现将它们的选择方法简介于下:
(一)环氧树脂的选择
1、 从用途上选择
作粘接剂时最好选用中等环氧值(0.25-0.45)的树脂,如6101、634;作浇注料时最好选用高环氧值(>0.40)的树脂,如618、6101;作涂料用的一般选用低环氧值(<0.25)的树脂,如601、604、607、609等。
2、 从机械强度上选择
环氧值过高的树脂强度较大,但较脆;环氧值中等的高低温度时强度均好;环氧值低的则高温时强度差些。因为强度和交联度的大小有关,环氧值高固化后交联度也高,环氧值低固化后交联度也低,故引起强度上的差异。
3、 从操作要求上选择
不需耐高温,对强度要求不大,希望环氧树脂能快干,不易流失,可选择环氧值较低的树脂;如希望渗透性也,强度较好的,可选用环氧值较高的树脂。
(二)、固化剂的选择
1、固化剂种类:
常用环氧树脂固化剂有脂肪胺、脂环胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、树脂类、叔胺,另外在光引发剂的作用下紫外线或光也能使环氧树脂固化。常温或低温固化一般选用胺类固化剂,加温固化则常用酸酐、芳香类固化剂。
2、固化剂的用量
(1)胺类作交联剂时按下式计算:
胺类用量=MG/Hn
式中:
M=胺分子量
Hn=含活泼氢数目
G=环氧值(每100克环氧树脂中所含的环氧当量数)
改变的范围不多于10-20%,若用过量的胺固化时,会使树脂变脆。若用量过少则固化不完善。
(2)用酸酐类时按下式计算:
酸酐用量=MG(0.6~1)/100式中:
M=酸酐分子量
G=环氧值(0.6~1)为实验系数
3、 选择固化剂的原则:固化剂对环氧树脂的性能影响较大,一般按下列几点选择。
(1)、从性能要求上选择:有的要求耐高温,有的要求柔性好,有的要求耐腐蚀性好,则根据不同要求选用适当的固化剂。
(2)、从固化方法上选择:有的制品不能加热,则不能选用热固化的固化剂。
(3)、从适用期上选择:所谓适用期,就是指环氧树脂加入固化剂时起至不能使用时止的时间。要适用期长的,一般选用酸酐类或潜伏性固化剂。
(4)、从安全上选择:一般要求毒性小的为好,便于安全生产。
(5)、从成本上选择。
(三)、改性剂的选择
改性剂的作用是为了改善环氧树脂的鞣性、抗剪、抗弯、抗冲、提高绝缘性能等。常用改性剂有:
(1)、聚硫橡胶:可提高冲击强度和抗剥性能。
(2)、聚酰胺树脂:可改善脆性,提高粘接能力。
(3)、聚乙烯醇叔丁醛:提高抗冲击鞣性。
(4)、丁腈橡胶类:提高抗冲击鞣性。
(5)、酚醛树脂类:可改善耐温及耐腐蚀性能。
(6)、聚酯树脂:提高抗冲击鞣性。
(7)、尿醛三聚氰胺树脂:增加抗化学性能和强度。
(8)、糠醛树脂:改进静弯曲性能,提高耐酸性能。
(9)、乙烯树脂:提高抗剥性和抗冲强度。
(10)、异氰酸酯:降低潮气渗透性和增加抗水性。
(11)、硅树脂:提高耐热性。
聚硫橡胶等的用量可以在50-300%之间,需加固化剂;聚酰胺树脂、酚醛树脂用量一般为50-100%,聚酯树脂用量一般在20-30%,可以不再另外加固化剂,也可以少量加些固化剂促使反应快些。
一般说来改性剂用量越多,柔性就愈大,但树脂制品的热变形温度就相应下降。
为改善树脂的柔性,也常用增韧剂如:邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二辛酯。
(四)、填料的选择
填料的作用是改善制品的一些性能,并改善树脂固化时的散热条件,用了填料也可以减少环氧树脂的用量,降低成本。因用途不同可选用不同的填料。其大小最好小于100目,用量视用途而定。常用填料简介如下:
填料名称 作用
石棉纤维、玻璃纤维 增加韧性、耐冲击性
石英粉、瓷粉、铁粉、水泥、金刚砂 提高硬度
氧化铝、瓷粉 增加粘接力,增加机械强度
石棉粉、硅胶粉、高温水泥 提高耐热性
石棉粉、石英粉、石粉 降低收缩率
铝粉、铜粉、铁粉等金属粉末 增加导热、导电率
石墨粉、滑石粉、石英粉 提高抗磨性能及润滑性能
金刚砂及其它磨料 提高抗磨性能
云母粉、瓷粉、石英粉 增加绝缘性能
各种颜料、石墨 具有色彩
另外据资料报导适量(27-35%)P、AS、Sb、Bi、Ge、Sn、Pb的氧化物添加在树脂中能在高热度、压力下保持粘接性。
(五)、稀释剂的选择
其作用是降低粘度,改善树脂的渗透性。稀释剂可分惰性及活性二大类,用量一般不超过30%。常用稀释剂如下:
活性稀释剂
名称 牌号 用途 备注
二缩水甘油醚 600 ~30% 需多加计算量固化剂
多缩水甘油醚 630 同上 同上
环氧丙烷丁基醚 660 ~15% 同上
环氧丙烷苯基醚 690 同上 同上
二环氧丙烷乙基醚669 同上 同上
三环氧丙烷丙基醚662 同上 同上
惰性稀释剂
名称 用量 备注
二甲苯 ~15% 不需多加固化剂
甲苯 同上 同上
苯 同上 同上
丙酮 同上 同上
在加入固化剂之前,必须对所使用的树脂、固化剂、填料、改性剂、稀释剂等所有材料加以检查,应符合以下几点要求:
(1)、不含水份:含水的材料首先要烘干,含少量水的溶剂应尽量少用。
(2)、纯度:除水份以外的杂质含量最好在1%以下,若杂质在5-25%时虽也可使用权,但须增加配方的百分比。少量使用时用试剂级较好。
(3)、了解各材料是否失效。
在缺少验收条件的厂,使用前最好按配方做个小样试验。
环氧树脂是泛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,除个别外,它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征,环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团,使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。
★ 环氧树脂的性能和特性
1、 形式多样。各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种应用对形式提出的要求,其范围可以从极低的粘度到高熔点固体。
2、 固化方便。选用各种不同的固化剂,环氧树脂体系几乎可以在0~180℃温度范围内固化。
3、 粘附力强。环氧树脂分子链中固有的极性羟基和醚键的存在,使其对各种物质具有很高的粘附力。环氧树脂固化时的收缩性低,产生的内应力小,这也有助于提高粘附强度。
4、 收缩性低。环氧树脂和所用的固化剂的反应是通过直接加成反应或树脂分子中环氧基的开环聚合反应来进行的,没有水或其它挥发性副产物放出。它们和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂相比,在固化过程中显示出很低的收缩性(小于2%)。
5、 力学性能。固化后的环氧树脂体系具有优良的力学性能。
6、 电性能。固化后的环氧树脂体系是一种具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘材料。
7、 化学稳定性。通常,固化后的环氧树脂体系具有优良的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性。像固化环氧体系的其它性能一样,化学稳定性也取决于所选用的树脂和固化剂。适当地选用环氧树脂和固化剂,可以使其具有特殊的化学稳定性能。
8、 尺寸稳定性。上述的许多性能的综合,使环氧树脂体系具有突出的尺寸稳定性和耐久性。
9、 耐霉菌。固化的环氧树脂体系耐大多数霉菌,可以在苛刻的热带条件下使用。
★ 分类
根据分子结构,环氧树脂大体上可分为五大类:
1、 缩水甘油醚类环氧树脂
2、 缩水甘油酯类环氧树脂
3、 缩水甘油胺类环氧树脂
4、 线型脂肪族类环氧树脂
5、 脂环族类环氧树脂
复合材料工业上使用量最大的环氧树脂品种是上述第一类缩水甘油醚类环氧树脂,而其中又以二酚基丙烷型环氧树脂(简称双酚A型环氧树脂)为主。其次是缩水甘油胺类环氧树脂。
1、 缩水甘油醚类环氧树脂
缩水甘油醚类环氧树脂是由含活泼氢的酚类或醇类与环氧氯丙烷缩聚而成的。
(1)二酚基丙烷型环氧树脂 二酚基丙烷型环氧树脂是由二酚基丙烷与环氧氯丙烷缩聚而成。
工业二酚基丙烷型环氧树脂实际上是含不同聚合度的分子的混合物。其中大多数的分子是含有两个环氧基端的线型结构。少数分子可能支化,极少数分子终止的基团是氯醇基团而不是环氧基。因此环氧树脂的环氧基含量、氯含量等对树脂的固化及固化物的性能有很大的影响。 工业上作为树脂的控制指标如下:
①环氧值。环氧值是鉴别环氧树脂性质的最主要的指标,工业环氧树脂型号就是按环氧值不同来区分的。环氧值是指每100g树脂中所含环氧基的物质的量数。环氧值的倒数乘以100就称之为环氧当量。环氧当量的含义是:含有1mol环氧基的环氧树脂的克数。
②无机氯含量。树脂中的氯离子能与胺类固化剂起络合作用而影响树脂的固化,同时也影响固化树脂的电性能,因此氯含量也环氧树脂的一项重要指标。
③有机氯含量。树脂中的有机氯含量标志着分子中未起闭环反应的那部分氯醇基团的含量,它含量应尽可能地降低,否则也要影响树脂的固化及固化物的性能。
④挥发分。
⑤粘度或软化点。
(2)酚醛多环氧树脂 酚醛多环氧树脂包括有苯酚甲醛型、邻甲酚甲醛型多环氧树脂,它与二酚基丙烷型环氧树脂相比,在线型分子中含有两个以上的环氧基,因此固化后产物的交联密度大,具有优良的热稳定性、力学性能、电绝缘性、耐水性和耐腐蚀性。它们是由线型酚醛树脂与环氧氯丙烷缩聚而成的。
(3)其它多羟基酚类缩水甘油醚型环氧树脂 这类树脂中具有实用性的代表有:间苯二酚型环氧树脂、间苯二酚-甲醛型环氧树脂、四酚基乙烷型环氧树脂和三羟苯基甲烷型环氧树脂,这些多官能缩水甘油醚树脂固化后具有高的热变形温度和刚性,可单独
或者与通用E型树脂共混,供作高性能复合材料(ACM)、印刷线路板等基体材料。
(4)脂族多元醇缩水甘油醚型环氧树脂 脂族多元醇缩水甘油醚分子中含有两个或两个以上的环氧基,这类树脂绝大多数粘度很低;大多数是长链线型分子,因此富有柔韧性。
2、其它类型环氧树脂
(1)缩水甘油酯类环氧树脂 缩水甘油酯类环氧树脂和二酚基丙烷环氧化树脂比较,它具有粘度低,使用工艺性好;反应活性高;粘合力比通用环氧树脂高,固化物力学性能好;电绝缘性好;耐气候性好,并且具有良好的耐超低温性,在超低温条件下,仍具有比其它类型环氧树脂高的粘结强度。有较好的表面光泽度,透光性、耐气候性好。
(2)缩水甘油胺类环氧树脂 这类树脂的优点是多官能度、环氧当量高,交联密度大,耐热性显著提高。上前国内外已利用缩水甘油胺环氧树脂优越的粘接性和耐热性,来制造碳纤维增强的复合材料(CFRP)用于飞机二次结构材料。
(3)脂环族环氧树脂 这类环氧树脂是由脂环族烯烃的双键经环氧化而制得的,它们的分子结构和二酚基丙烷型环氧树脂及其它环氧树脂有很大差异,前者环氧基都直接连接在脂环上,而后者的环氧基都是以环氧丙基醚连接在苯核或脂肪烃上。脂环族环氧树脂的固化物具有以下特点:①较高的压缩与拉伸强度;②长期暴置在高温条件下仍能保持良好的力学性能;③耐电弧性、耐紫外光老化性能及耐气候性较好。
(4)脂肪族环氧树脂 这类环氧树脂分子结构里不仅无苯核,也无脂环结构。仅有脂肪链,环氧基与脂肪链相连。环氧化聚丁二烯树脂固化后的强度、韧性、粘接性、耐正负温度性能都良好。
Ⅹ 环氧树脂板的特点和用途 生产厂家有哪些
环氧树脂板又叫绝缘板、环氧板、3240环氧板,特点是粘附力强、收缩性强。
各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种应用对形式提出的要求,其范围可以从极低的粘度到高熔点固体。 固化方选用各种不同的固化剂,环氧树脂体系几乎可以在0~180℃温度范围内固化。
特点:
①粘附力强
环氧树脂分子链中固有的极性羟基和醚键的存在,使其对各种物质具有很高的粘附力。环氧树脂固化时的收缩性低,产生的内应力小,这也有助于提高粘附强度。
②收缩性强
环氧树脂和所用的固化剂的反应是通过直接加成反应或树脂分子中环氧基的开环聚合反应来进行的,没有水或其它挥发性副产物放出。它们和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂相比,在固化过程中显示出很低的收缩性(小于2%)。
③力学性能
固化后的环氧树脂体系具有优良的力学性能。
④电性能
固化后的环氧树脂体系是一种具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘材料。
⑤化学稳定性
通常,固化后的环氧树脂体系具有优良的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性。像固化环氧体系的其它性能一样,化学稳定性也取决于所选用的树脂和固化剂。适当地选用环氧树脂和固化剂,可以使其具有特殊的化学稳定性能。
⑥尺寸稳定性
上述的许多性能的综合,使环氧树脂体系具有突出的尺寸稳定性和耐久性。