環(huán)氧樹脂是一種熱塑性低聚物，性能很差。除用作聚氯乙烯的穩(wěn)定劑等之外，沒有多少直接使用價(jià)值。但是當(dāng)它與固化劑進(jìn)行固化反應(yīng)形成三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)后，則呈現(xiàn)出一系列優(yōu)異的性能，從而具有卓越的實(shí)用價(jià)值。所以環(huán)氧樹脂的化學(xué)反應(yīng)性能是環(huán)氧樹脂應(yīng)用的基礎(chǔ)、核心。環(huán)氧樹脂在固化過程中的行為及固化物的性能取決于環(huán)氧樹脂的性能、固化劑和其他助劑階性能以及它們與樹脂之讓的相互影響及合理配合，此外還和它們的固化歷程有密切關(guān)系。而這些又取決于它們的分子結(jié)構(gòu)。環(huán)氧樹脂最大的特征是含有反應(yīng)活性很高的環(huán)氧基。
環(huán)氧基是由兩個碳原子和一個氧原子組成的三元環(huán)。由電子衍射法得到的環(huán)氧基的結(jié)構(gòu)如圖2—1所示。環(huán)氧基三元環(huán)的兩個碳原子和一個氧原子在同一平面上，使環(huán)氧基有共振性。〈COC大于〈OCC，故傾斜性大，反應(yīng)性相當(dāng)活潑。氧的電負(fù)性比碳大，導(dǎo)致靜電極化作用，使氧原子周圍電子云密度增加。若將環(huán)氧乙烷的電負(fù)荷分布與同樣是三元環(huán)的環(huán)丙烷相比較，可以看出環(huán)丙烷電子分布均一，而環(huán)氧乙烷的電荷明顯地偏向氧原子。這樣一來，在環(huán)氧基上就形成兩個可反應(yīng)的活性中心：電子云密度較高的氧原子和電子云密度較低的碳原子。環(huán)氧環(huán)上的電子云密度分布為。當(dāng)親電子試劑靠近時就攻擊氧原子，而當(dāng)親核試劑靠近時則攻擊碳原子，并迅速發(fā)生反應(yīng)，引起C——O鍵斷裂，使環(huán)氧基開環(huán)。同時又由于環(huán)內(nèi)鍵角約60°，與正常的鍵角約109°比較，每個鍵都向內(nèi)屈撓約24°，因此環(huán)氧環(huán)具有很大的張力。就象一張拉開的弓，有很大的回復(fù)原態(tài)的傾向一樣。這種張力是開環(huán)的潛在力。正是由于電荷的極化和環(huán)氧環(huán)的非常大的變形能量，使得環(huán)氧基具有極高的反應(yīng)活性。
端環(huán)氧基(如環(huán)氧乙烷)與脂環(huán)族環(huán)氧化合物脂環(huán)上的環(huán)氧基在立體結(jié)構(gòu)上有顯著的差異。這種差異對它們的反應(yīng)性影響極大。在以環(huán)己烯氧化物為代表的脂環(huán)族環(huán)氧化合物中，C6、C1、C2及C3四個碳原子處于同一平面上，C4和C5在環(huán)氧環(huán)的背面，突出在C6-C3平面的上下。因此Cl和C2比端環(huán)氧基的碳原子受到非常大的立體障礙。無此種立體障礙的端環(huán)氧基化合物，受到胺或酚鹽等親核試劑攻擊而產(chǎn)生的SN2反應(yīng)，是在環(huán)氧環(huán)的背面受攻擊時進(jìn)行的。靠β開裂生成正常的加成物。而在環(huán)己烯或環(huán)辛烯等環(huán)氧化合物脂環(huán)上的環(huán)氧基，由于受立體障礙的緣故，其反應(yīng)活性比端環(huán)氧基的反應(yīng)活性低得多。
質(zhì)子和路易斯酸之類的親電子試劑攻擊氧原子進(jìn)行加成反應(yīng)。在這種情況下，生成的碳陽離子越穩(wěn)定，則越容易進(jìn)行：開裂，異常加成生成物的生成比例有增加的趨勢。盡管脂環(huán)族環(huán)氧化合物對碳原子的受攻擊有很大的立體障礙，但對氧原子的受攻擊卻無此位阻效應(yīng)。并且比端環(huán)氧基有更大的反應(yīng)活性。因此，酸酐是脂環(huán)族環(huán)氧樹脂的主要固化劑。
環(huán)氧樹脂中，R為推電子基團(tuán)時，會增加環(huán)氧基與親電試劑(如路易斯酸等)的反應(yīng)速度，而會降低環(huán)氧基與親核試劑(如路易斯堿等)的反應(yīng)速度。當(dāng)R為吸電子基團(tuán)時，則恰恰相反。