《环氧树脂生产工艺专业知识讲座课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《环氧树脂生产工艺专业知识讲座课件.ppt（39页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,环氧树脂的生产工艺,一,概述,?,分子中含有两个以上环氧基团,的合成树脂称为,环氧树脂。,?,环氧树脂于,1947,年首先在美国进行了工业化生产。在,80,年代以前，主要研究树脂的合成，,80,年代以后，对于它,的改性、固化机理和产物结构、性能的研究显得更为活跃，,成就更大。,C,H,2,C,H,O,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,环氧树脂的生产工艺,?,我国的环氧树脂的开发始于,1956,年
2、，,1958,年上海开,始工业化生产。经过近,50,年的发展，我国环氧树脂的生产,和应用已经取得了很大成就，环氧树脂的品种、产量和质,量得到不断提高。,?,环氧树脂的分类,?,环氧树脂的种类很多，并且不断有新品种出现。环氧,树脂的分类方法也很多。通常,按其化学结构和环氧基的结,合方式大体上分为五类,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,环氧树脂的生产工艺,?,缩水甘油醚型树脂,?,缩水甘油酯型树脂,?,缩水甘油胺型树脂,?,脂肪族环氧化合物,?,脂环族环氧化合物,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作
3、为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,环氧树脂的生产工艺,环氧树脂的命名（,GB1630,79,）,环氧树脂代号：,E,双酚,A,型环氧树脂,ET,有机钛改性双酚,A,型环氧树脂,EG,有机硅改性双酚,A,型环氧树脂,EX,溴改性双酚,A,型环氧树脂,F,酚醛环氧树脂,G,硅环氧树脂等。,习惯命名原则为：,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,环氧树脂的生产工艺,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,环氧树脂
4、的生产工艺,举例：某一牌号环氧树脂，以双酚,A,为主要组成物质，,其环氧值指标为,0.48,0.54mol/100g,，则其平均值为,0.51mol/100g,，该树脂的全称为,E,51,环氧树脂。,根据,GB1630-89,的命名法又有新的规定。,?,即环氧树脂缩写代号用,“,EP”,表示。,?,环氧树脂的牌号由两个数字组组成，两组数字间用一短,线连接。,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,?,如,EP00552,425:,?,表示某种环氧树脂（,EP,），以两种不同化学组分组成,(00),，树脂为半固体（,5
5、,），环氧当量为,211,290g,ep,（,5,），含有活性剂（,2,），密度为,1.20,1.29g,cm 3,（,4,），加有填料（,2,），具有耐热性（,5,）。,环氧树脂的生产工艺,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,第六节,环氧树脂的生产工艺,?,环氧基含量的表示方法,?,环氧基是环氧树脂的特性基团，它的含量多少是这种树,脂最为重要的指标。,?,描述环氧基含量有,3,种不同的表示法,:,?,环氧当量,：指含有,1mol,环氧树脂的质量，其单位为,g,mol,。这一表示方法常被美国、欧洲、日本采用。,文
6、档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,环氧树脂的生产工艺,?,环氧值：,每,100g,树脂中含有环氧基的物质的量（,mol,数）,其单位为,mol,100g,。我国采用这一表示方法。,?,?,环氧质量分数,：每,100g,树脂中含有环氧基的质量，其单位,为,g,100g,。这一表示方法常被俄罗斯、东欧等国采用。,M,f,E,100,?,M,环氧树脂平均相对分子质量,f,环氧基团数,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,环氧树脂的生产工艺,
7、?,二,.,两种重要的缩水甘油醚型环氧树脂的合成机理,?,1,双酚,A,型环氧树脂的合成反应,?,双酚,A,型环氧树脂低聚体是由双酚,A,和环氧氯丙烷经,缩聚反应而得。其合成反应简式如下：,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,环氧树脂的生产工艺,(,n,+,2,),C,H,2,C,H,-,O,C,H,2,C,l,+,(,n,+,1,),H,O,-,-,C,-,C,H,3,C,H,3,-,O,H,(,n,+,2,),N,a,O,H,C,H,2,C,H,-,O,C,H,2,O,-,-,C,-,C,H,3,C,H,3,
8、-,O,C,H,2,C,H,C,H,2,n,O,C,H,3,C,H,3,+,(,n,+,2,),N,a,C,l,+,(,n,+,2,),H,2,O,C,-,O,C,H,2,C,H,C,H,2,O,O,H,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,环氧树脂的生产工艺,2,酸法酚醛,-,环氧树脂的合成反应,O,H,+,C,H,2,O,(,n,+,2,),(,n,+,1,),O,H,C,H,2,O,H,C,H,2,O,H,n,H,C,1,O,H,C,H,2,O,H,C,H,2,O,H,n,+,(,n,+,2,),C,H,2,
9、C,HC,H,2,C,1,O,(,n,+,2,),N,a,O,H,OC,H,2,C,HC,H,2,O,C,H,2,OC,H,2,C,HC,H,2,O,C,H,2,O,C,H,2,C,H,C,H,2,O,n,+,(,n,+,2,),N,a,C,1,+(,n,+,2,),H,2,O,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,环氧树脂的生产工艺,?,三,双酚,A,型环氧树脂的生产工艺,?,双酚,A,型环氧树脂的分类,?,根据环氧树脂的分子结构式,?,工业上生产的环氧树脂牌号很多，其平均相对分子质量,一般为,3407000,。
10、分为三类：,C,H,2,C,H,O,C,H,2,O,C,C,H,3,C,H,3,O,C,H,2,C,H,O,H,C,H,2,n,O,C,C,H,3,C,H,3,O,C,H,2,C,H,C,H,2,O,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,环氧树脂的生产工艺,?,n,0,2,，低相对分子质量，,室温下为液,体。如,E-31,。（,n,0,时，分子量为,340,）,?,n,2,5,，中等相对分子质量,，室温下为,固体，软化点为,50,90,，如,E-20,。,?,n,5,，,高相对分子质量,，室温下为固体，,软化点,1
11、00,，如,E-03,。,?,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,环氧树脂的生产工艺,双酚,A,型环氧树脂随分子量而有规律性的变化，其理化性,能的变化如下图：,分子量,软化点,环氧值,羟值含量,固化物柔韧性,固化温度,状态,小,大,室温,高温,液体,固体,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,环氧树脂的生产工艺,?,双酚,A,型环氧树脂的生产工艺,?,三种不同相对分子质量的环氧树脂，其生产配方、工,艺控制简单列为下表：,文档来源于网络
12、，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,表,1,：不同分子质量环氧树脂的工艺控制对比,工艺控制,低相对分子质,量,(n,=,0),中等相对分子,质量,高相对分子,质量,(n,=4,),配比（,mol,比）,双酚,A,环氧氯丙烷,氢氧化钠,理论,(n+1)/(n+2)/(n+2),1,2,2,二者之间,1,1.2,1.2,实际,1,2.75,2.42,二者之间,1,1.218,1.185,加料方式,先将双酚,A,溶于,环氧氯丙烷,中，然后滴加,氢氧化钠溶,液。,先将双酚,A,溶,于氢氧化钠溶,液，然后将其,滴加到环氧氯,丙烷中。,先
13、将双酚,A,溶于氢,氧化钠溶液，然,后将环氧氯丙烷,一次加入其中。,氢氧化钠,用量,过量,与理论配比相当,浓度,30%,10%,加入方式,分两批滴加,一次性加入,反应温度,(,),5055,5585,8595,反应时间（,h,）,812,24,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,环氧树脂的生产工艺,低相对分子质量环氧树脂的生产工艺,?,反应机理：,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,缩,合,反,应,：,C,H,3,H,O,C,C,H
14、,3,OC,H,2,C,H,O,H,C,C,H,3,C,H,3,O,H,C,H,2,O,+,H,O,C,C,H,3,C,H,3,O,H,+,N,a,O,H,C,H,3,H,O,C,C,H,3,OC,H,2,C,HC,H,2,C,1,O,H,N,a,C,l,+,H,2,O,C,H,2,C,H,C,H,2,C,1,O,+,C,H,3,H,O,C,C,H,3,O,C,H,2,C,H,C,H,2,C,1,O,H,H,O,C,C,H,3,C,H,3,O,H,开,环,反,应,：,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,C,H,3
15、,H,O,C,C,H,3,OC,H,2,C,H,O,H,C,C,H,3,C,H,3,O,H,C,H,2,O,+,+,O,C,H,2,C,1,C,H,C,H,2,C,H,3,C,C,H,3,OC,H,2,C,H,O,H,C,C,H,3,C,H,3,C,H,2,O,O,O,C,H,2,C,HC,H,2,C,1,O,H,C,H,2,C,1,C,H,C,H,2,O,H,1,C,H,2,C,HC,H,2,C,1,O,开,环,反,应,：,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,+,C,H,3,C,C,H,3,O,C,H,2,C,
16、H,O,H,C,C,H,3,C,H,3,C,H,2,O,O,O,C,H,2,C,H,C,H,2,C,1,O,H,C,H,2,C,1,C,H,C,H,2,O,H,1,C,H,3,C,C,H,3,O,C,H,2,C,H,O,H,C,C,H,3,C,H,3,C,H,2,O,O,O,C,H,2,C,H,C,H,2,C,H,2,C,H,C,H,2,1,O,O,2,H,C,1,N,a,O,H,闭,环,反,应,：,如此经过开环、闭环的循环过程，最后反应成环氧树脂的大分子：,C,H,2,C,H,O,C,H,2,O,C,C,H,3,C,H,3,O,C,H,2,C,H,O,H,C,H,2,n,O,C,C,H,3,
17、C,H,3,O,C,H,2,C,H,C,H,2,O,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,环氧树脂的生产工艺,低相对分子质量环氧树脂工艺流程方框图：,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,环氧树脂的生产工艺,?,?,影响环氧树脂低聚物合成反应的因素,?,原料摩尔比对低聚物相对分子质量的影响,?,环氧氯丙烷与双酚,A,的理论摩尔比为,(n+2),(n+1),，,即,低聚物相对分子质量越大,其配比越接近于理想比。,?,加料方式对低聚物相对分
18、子质量的影响,?,碱的用量、浓度和投料方式对低聚物相对分子质量的,影响,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,环氧树脂的生产工艺,四,双酚,A,型环氧树脂的固化,低聚体本身是热塑性的线型大分子，是淡黄色至青铜,色的粘稠液体或脆性固体，不能直接用作材料使用，必须,在使用时加入固化剂，在一定温度下使之交联固化生成体,型交联的高聚物才具有使用价值。,环氧树脂的固化剂分为两类：,催化型固化剂：,仅发生催化作用的固化剂；,结合型固化剂：,参与固化反应的固化剂。,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，
19、请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,环氧树脂的生产工艺,1,催化型固化剂,lewis,酸,lewis,酸中有,BF,3,、,AlCl,3,、,SnCl,4,和,ZnCl,2,等。,lewis,碱,lewis,碱中主要是叔胺等。,2,结合型固化剂,多元胺类,多元胺类中有乙二胺、己二胺、间苯二胺、伯胺、仲胺和,多乙烯多胺（二乙烯三胺、三乙烯四胺等）。,有机多元酸和酸酐,有机多元酸和酸酐中有邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐和均,苯四酸二酐等。,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,环氧树脂的生产工艺,合成树脂
20、,合成树脂中有酚醛树脂、脲醛树脂和糠醛树脂等。,低相对分子质量的聚酰胺树脂,低相对分子质量的聚酰胺树脂是由亚油酸或桐油酸二聚体,与脂肪族多元胺（乙二胺、二乙烯三胺）反应，生成的一种琥,珀色的粘稠状树脂。即由,9,，,12,亚油酸和,9,，,11,亚油酸聚,合反应成亚油酸二聚体，再进一步反应成低相对分子质量的聚,酰胺树脂。,反应如下：,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,H,O,O,C,(,C,H,2,),7,C,H,C,H,C,H,C,H,C,H,2,(,C,H,2,),4,C,H,3,(,9,，,1,2,亚,油
21、,酸,）,+,H,O,O,C,(,C,H,2,),7,C,H,C,H,C,H,C,H,C,H,3,(,C,H,2,),5,（,9,，,1,1,亚,油,酸,）,C,H,C,H,2,C,H,2,C,H,C,H,C,H,C,H,C,H,3,(,C,H,2,),5,(,C,H,2,),7,C,O,O,H,C,H,2,(,C,H,2,),4,C,H,3,C,H,(,C,H,2,),7,C,O,O,H,（,亚,油,酸,二,聚,体,）,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,+,H,2,N(CH,2,),4,NH,2,CH,CH,
22、2,CH,2,CH,CH,CH,CH,CH,3,(CH,2,),5,(CH,2,),7,CH,2,(CH,2,),4,CH,3,CH,(CH,2,),7,CH,CH,2,CH,2,CH,CH,CH,CH,CH,3,(CH,2,),5,(CH,2,),7,COOH,CH,2,(CH,2,),4,CH,3,CH,(CH,2,),7,COOH,C,O,N,H,(CH,2,),2,NH,2,C,O,N,H,(CH,2,),2,NH,2,（低相对分子质量聚酰胺树脂）,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,环氧树脂的生产工艺,
23、3,环氧树脂低聚体的固化反应,酸酐的固化机理（高温固化,150,160,）：,酸酐上的羧基与环氧树脂主链上的,羟基,反应，形成,单酯：,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,环氧树脂的生产工艺,C,O,C,O,O,+,C,H,2,C,H,C,H,2,O,H,C,O,C,O,O,O,H,C,H,2,C,H,C,H,2,单酯再与另一环氧树脂大分子主链上的,羟基,反应生成双酯,C,O,C,O,O,O,H,C,H,2,C,H,C,H,2,C,H,2,C,H,C,H,2,O,H,+,C,O,C,O,C,H,2,C,H,C,H
24、,2,O,O,C,H,2,C,H,C,H,2,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,环氧树脂的生产工艺,酸酐上的羧基与环氧树脂上的,环氧基,反应,C,O,C,O,O,O,H,C,H,2,C,H,C,H,2,C,H,2,C,H,C,H,2,+,C,O,C,O,O,O,C,H,2,C,H,C,H,2,O,C,H,2,C,H,C,H,2,O,H,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,二胺的固化机理（室温固化）：,CH,2,C,H,CH,2,O
25、,_,_,CH,2,C,H,CH,2,O,CH,2,C,H,CH,2,O,_,_,CH,2,C,H,CH,2,O,H,2,N,-,(,C,H,2,),2,-,N,H,2,CH,2,C,H,CH,2,OH,_,_,CH,2,C,H,CH,2,CH,2,C,H,CH,2,_,_,CH,2,C,H,CH,2,N,-,(,C,H,2,),2,-,N,OH,OH,OH,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,环氧值和固化剂用量的计算：,环氧值,含有的活泼氢的,质量,的相对,?,?,数量,固化,剂,分子,固化,剂,G,文档来源于
26、网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,环氧树脂的生产工艺,4,固化剂用量的计算,用胺做固化剂时其用量一般为环氧树脂质量的,10%15%,；用酸酐做固化剂时其用量一般为环氧树脂质量,的,10%20%,；用低相对分子质量的聚酰胺做固化剂时其用,量一般为：环氧树脂聚酰胺,=1,1,（质量比）。,为了提高胶粘强度，可以用几种固化剂混用。如将低,相对分子质量的聚酰胺、间苯二胺和,4,4,-,二氨基二苯甲烷,混合使热变形温度有所提高，胶粘剂的耐热性能较好。,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档
27、如有不当之处，请联系本人或网站删除。,环氧树脂的生产工艺,五、环氧树脂的性能和用途,双酚,A,型环氧树脂的大分子结构特征,大分子两端是反应能力很强的环氧基，主链上是反,应能力很强的羟基。环氧基和羟基赋予树脂反应性，使树,脂固化物具有很强的内聚力和粘接力。,大分子中有极性基团醚键和羟基。有助于提高浸润,性和黏附力。,醚键使大分子具有柔顺性。增加了树脂的韧性和耐,腐蚀性。,苯环赋予树脂耐热性和刚性。,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,环氧树脂的生产工艺,双酚,A,环氧树脂分子中含有多种可发生不同功能作用的基,团：如
28、下图：,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,环氧树脂的生产工艺,?,环氧树脂的应用特性：,?,粘结强度高，粘结面广。,?,收缩率低。,环氧树脂的固化主要是依靠环氧基的开,环加成聚合，因此固化过程中不产生低分子物。环氧树脂,本身具有仲羟基，再加上环氧基固化时派生的部分残留羟,基，它们的氢键缔合作用使分子排列紧密，因此环氧树脂,的固化收缩率是最低的。,?,稳定性好。,其性能优于酚醛树脂和聚酯树脂。,?,优良的电绝缘性。,固化后的环氧树脂吸水率低，不,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿
29、模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,环氧树脂的生产工艺,?,再具有活性基团和游离的离子，因此具有优异的电绝缘性,能。,?,机械强度高。,?,良好的加工性。,?,鉴于以上特性，环氧树脂在很多领域都具有广泛用途：,如用于涂料、浇铸料、纤维增强塑料、胶粘剂、泡沫材料,等。,文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模,仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。,?,作业：,?,1,、写出制备双酚,A,型环氧树脂的反应简式，说明,?,原料双酚,A,和环氧氯丙烷的摩尔比对其相对分,?,子质量的影响。,?,2,、环氧树脂室温固化和高温固化一般用哪种固化,?,剂？,
