環氧樹脂是指分子中含有二個或二個以上環氧基—C—C—并在適當化學助劑如
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固化劑存在下能形成三向交聯結構的化合物之總稱。
最常用的環氧樹脂是雙酚A(BPA)同環氧氯丙烷(ECH)反應制造的雙酚A二縮水甘油醚,即雙酚A型環氧樹脂,其結構式如圖1-1所示,實際上它不是單一純粹的化合物而是圖1-1中聚合度n不同的多分子混合物,分子量約700以下的呈液態,超過700的是固態物。
化學結構式
反應性
柔軟性 耐藥品性
粘接性/反應性 耐熱性/強韌性
圖I-1
雙酚A二縮水甘油醚的化學結構和構成單位的功能
環氧樹脂從來沒有單獨使用的,環氧樹脂本身具有熱塑性,它必須在固化劑催化劑的存在下固化成三向交聯結構,才呈現出各種寶貴的使用性能。
固化環氧樹脂特性基本上取決于環氧樹脂和固化劑的化學結構,圖I-1所示為組成中各單元的機能,兩末端的環氧基賦于反應性,雙酚A骨架提供強韌性和耐熱性,甲撐鏈賦于柔軟性,醚鍵賦于耐藥品性,羥基賦于反應性和粘接性。
同環氧樹脂配合的固化劑例舉二乙撐三胺(DTA)和二氨基二苯基甲烷(DDM),其化學結構如圖1-2,這二種固化劑都是由氨基賦于反應性,DTA具有較柔的乙撐胺骨架,而DDM具有耐熱性和強韌性優良的二苯基甲烷骨架,將雙酚A環氧DTA固化體系的耐熱性(66~120℃)與雙酚A環氧DDM固化體系的耐熱性144℃進行對比,后者要優越得多,很明顯,顯然都稱之為環氧樹脂固化物,若固化劑的化學結構不同,它們之間的性能差別很大。
DTA結構式
DDM結構式
圖1-2
固化劑的化學結構和組成單元的機能
即使環氧樹脂、固化劑等組成完全相同而采用的固化條件不同,那交聯密度就不同,因而其固化物的性能也相應地發生變化。