雙酚A環(huán)氧樹脂的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，能夠加熱到200℃不發(fā)生變化，其他環(huán)氧樹脂具有無限使用期，通過固化劑使環(huán)氧樹脂實(shí)現(xiàn)交聯(lián)反應(yīng)，由于固化過程中不放出H2O或其他低分子化合物，環(huán)氧樹脂固化物避免了某些縮聚型高分子在熱固化過程中所產(chǎn)生的氣泡和界面上的多孔性缺陷。環(huán)氧樹脂固化物性能在很大程度上取決于固化劑，其種類繁多。
一、環(huán)氧樹脂固化劑分類
1. 按化學(xué)結(jié)構(gòu)分為堿性和酸性兩類
1．1堿性固化劑：脂肪二胺、多胺、芳香族多胺、雙氰雙胺、咪唑類、改性胺類。
1．2酸性固化劑：有機(jī)酸酐、三氟化硼及絡(luò)合物。
2. 按固化機(jī)理分為加成型和催化型
2．1加成型固化劑：脂肪胺類、芳香族、脂肪環(huán)類、改性胺類、酸酐類、低分子聚酰胺和潛伏性胺。
2．2催化型固化劑：三級(jí)胺類和咪唑類。
二、環(huán)氧樹脂固化劑的發(fā)展
我國(guó)1998年環(huán)氧樹脂產(chǎn)量為7.5萬噸,
固化劑需求量約為2萬噸, 實(shí)際的固化劑產(chǎn)量?jī)H為1.2萬噸,
生產(chǎn)廠家分布在沿海城市,
如天津、上海、江蘇和浙江等地。例如：
脂肪多胺： 常州石化廠 650噸/年
間苯二胺： 上海柒化八廠 80噸/年
T—31改性胺： 江蘇昆山助劑廠 60噸/年
低分子聚酰胺： 天津延安化工廠 200噸/年
590#改性胺和593#改性胺：上海樹脂廠
17噸/年
793#改性胺： 天津合材所 6噸/年
SK—302改性胺： 江陰頤山電子化工材料廠 5噸/年
另外：B—系列固化劑，N—芐基二甲胺，DMP—30，801#改性胺，HD環(huán)氧樹脂—236改性胺，GY—051縮胺，CHT—251改性胺，105#縮胺，810#水下固化劑，NF—841固化劑，703#改性胺等。
三、胺類固化劑
１．胺類固化機(jī)理
１．１一級(jí)胺固化機(jī)理
若按氮原子上取代基（Ｒ）數(shù)目可分為一級(jí)胺、二級(jí)胺和三級(jí)胺；若按Ｎ數(shù)目可分為單胺、雙胺和多胺；按結(jié)構(gòu)可分為脂肪胺、脂環(huán)胺和芳香胺。
一級(jí)胺對(duì)環(huán)氧樹脂固化作用按親核加成機(jī)理進(jìn)行，每一個(gè)活潑氫可以打開一個(gè)環(huán)氧基團(tuán)，使之交聯(lián)固化。芳香胺與脂環(huán)胺的固化機(jī)理與一級(jí)胺相似（伯胺、仲胺和叔胺）
① 與環(huán)氧基反應(yīng)生成二級(jí)胺
② 與另一環(huán)氧基反應(yīng)生成三級(jí)胺
③ 生成的羥基與環(huán)氧樹脂反應(yīng)
1．2固化促進(jìn)機(jī)理：
在固化體系中加入含給質(zhì)子基團(tuán)的化合物如苯酚，就會(huì)促進(jìn)胺類固化，這可能是一個(gè)雙分子反應(yīng)機(jī)理，即給質(zhì)子體羥基上的固發(fā)氫首先與環(huán)氧基上的氧形成氫鍵，是環(huán)氧基進(jìn)一步極化，有利于胺類的N對(duì)環(huán)氧基Cδ+的親核進(jìn)攻，同時(shí)完成氫原子的加成。
促進(jìn)劑對(duì)環(huán)氧樹脂和二乙烯二胺固化體系的凝膠化影響，例如乙二醇、甘油和苯酚使凝膠化時(shí)間縮短7min，12min和13min。
2. 脂肪胺（脂環(huán)胺）固化劑
在室溫很快固化環(huán)氧樹脂，固化反應(yīng)為放熱反應(yīng)。熱量能進(jìn)一步促使環(huán)氧樹脂與固化劑反應(yīng)，其使用期較短。胺類固化劑與空氣中的CO2
反應(yīng)生成不能與環(huán)氧基起反應(yīng)的碳酸銨鹽而引起氣泡的發(fā)生。
脂肪胺對(duì)皮膚有一定刺激作用，其蒸汽毒性很強(qiáng)。
脂肪胺和脂環(huán)胺固化劑
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名稱
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簡(jiǎn)稱
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胺值當(dāng)量
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用量%
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25℃可使用期
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熱變形溫度
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性能
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乙二胺
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EDA
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15
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8
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低粘度，室溫快速固化，體系發(fā)熱量大，可使用時(shí)間短。
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二乙烯三胺
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DTA
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20.7
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11
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26分
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95-115
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三乙烯四胺
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TTA
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24.4
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13
|
26分
|
95
|
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四乙烯五胺
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TPA
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27
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14
|
27 min
|
95-115
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N，N一二乙氨基丙胺
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DEAPA
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65
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8
|
120 min
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78-94
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加熱固化
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蓋脘二胺
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MDA
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43
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22
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480 min
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148-158
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加熱固化，使用期合適
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N—（ß—氨基乙基）哌嗪
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43
|
23
|
17 min
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110
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加熱固化，抗沖擊性能
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2．1乙二胺（EDA）：反應(yīng)活性大，在常溫迅速固化環(huán)氧樹脂但完全固化需4天左右。它和環(huán)氧樹脂混合后發(fā)熱量大，可使用期短，用量為8%。
2．2二乙烯三胺（DTA）和三乙烯四胺（TTA）
DTA和TTA是低粘度的淺黃色液體，在25℃一天內(nèi)基本固化環(huán)氧樹脂，4天內(nèi)可以固化完全；在70－90℃固化，則性能較好。二乙烯三胺用量為9-12%，最佳用量12%；三乙烯四胺用量10－14%，最佳用量14%。
2．3 N，N一二甲基氨基丙胺和N，N一二乙氨基丙胺
低粘度液體，加熱催化固化，其固化物柔韌性好。
胺類固化劑對(duì)環(huán)氧樹脂膠抗剪強(qiáng)度的影響
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固化劑
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乙二胺
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二乙烯三胺
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三乙烯四胺
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650#聚酰胺
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用量（g）
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8
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10
|
12
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100
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剪切（kg/cm2）
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室溫1天
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42
|
67
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88
|
156
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室溫2天
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95
|
103
|
118
|
231
|
|
室溫3天
|
100
|
127
|
131
|
238
|
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室溫4天
|
124
|
165
|
137
|
238
|
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80℃，3H
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149
|
151
|
171
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244
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固化溫度對(duì)膠接強(qiáng)度的影響
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固化劑
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固化溫度（時(shí)間）
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抗剪強(qiáng)度（kg/cm2）
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三乙烯四胺
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25℃，3天
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81
|
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25℃，15天
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118
|
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95℃，30分
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222
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145℃，30分
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245
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N，N一二乙氨基丙胺
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40℃，16H
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49
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40℃，16H+25℃，14天
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59
|
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95℃，5H
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227
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145℃，30分
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284
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3．芳香胺固化劑
芳香胺指胺基直接與芳香環(huán)相連的胺類固化劑，其活性比脂肪胺低，要加溫固化環(huán)氧樹脂。
3．1 間苯二胺（MPDA）：呈白色晶體，熔點(diǎn)63℃，用量為14—15%，可使用期在25℃為8小時(shí)。
固化條件：85℃，2H；175℃，1H。熱變形溫度（HDT）150℃。
3．2 間苯二甲胺（MXDA）：無色透明液體，凝固點(diǎn)12℃，使用方便，用量為16—20%，可室溫固化。
3．3 4，4‘—二氨基二苯砜（DDS）：淺黃色粉末，熔點(diǎn)178℃。其活性在芳香胺中最低。三氟化硼絡(luò)合物（甲乙酮）可促進(jìn)DDS固化，可使用期75℃為3H。固化條件125℃，2H；200℃，2H。熱變形溫度為175℃。
3．4 4，4‘—二氨基二苯甲烷（DDM）：白色結(jié)晶，熔點(diǎn)89℃。用量為27-30%，可使用期25℃為8H。固化條件80℃，2H；150℃，2H。熱變形溫度為148℃。
4．改性胺固化劑
4．1改性脂肪胺
A． Ｂ—羥乙基乙二胺（120#）：乙二胺、二乙烯三胺在少量水存在下與環(huán)氧乙烷反應(yīng)。粘性液體，其揮發(fā)性和毒性比乙二胺少10003倍以上。在室溫快速固化環(huán)氧樹脂，用量16—18%。
B．二乙烯三胺與丁基縮水甘油醚的加成物
59#固化劑，25℃粘度為0.2 Pa.s，活性大，毒性低，室溫快速固化環(huán)氧樹脂，固化物柔性好。用量 為23—25%，與環(huán)氧樹脂放熱反應(yīng)緩和，使用壽命約1小時(shí)。
C．二乙烯三胺一丙烯腈共聚物（ B氰乙基化），591#固化劑
該加成物是淺黃色液體，毒性低，放熱量小，使用壽命長(zhǎng)，需要加熱固化，固化條件：80℃，12h;用量為20—25%。
D．GY—051縮胺：淺棕色液體，用量12—14%，固化條件：室溫，48小時(shí)h。
4．2改性芳香胺
590#固化劑是間苯二胺與環(huán)氧苯烷苯基醚縮合物。棕黑色液體，軟化點(diǎn)20℃以下，用量為15—20%，可室溫固化。
4．3改性多元胺
A． 701#固化劑：苯酚甲醛己二胺縮合物，25—35%，室溫固化
4—8h。
B．702#固化劑：苯酚甲醛間苯二胺縮合物，用量23—35%，室溫固化4—8h。
C．703#固化劑：苯酚甲醛乙二胺縮合物，用量為36—42%，室溫固化4—8h。
D．706#固化劑：鈦酸三異丙醇叔胺酯，棕黃色液體，用量為20—30%，固化：100℃，1
h；142℃，2h。
