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环氧树脂

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环氧树脂(Epoxy),又称作人工树脂人造树脂树脂胶等。是一类非常重要的热固性塑料,广泛用于黏着剂,涂料等用途。人造树脂(Epoxy resins/Epoxy/Polyepoxide)是热固性环氧化物聚合物。

大多数人造树脂由环氧氯丙烷(epichlorohydrin,C3H5ClO)和双酚A(酚甲烷,bisphenol-A,C15H16O2)产生化学反应而成。

结构

基本结构

环氧树脂得名于其结构上的环氧基。双酚A型环氧树脂是最常用的环氧树脂。

通过如同固化剂反应,环氧树脂可以形成三维交联高分子网络。

基于胺类固化剂的固化反应

胺类固化剂可以打开环氧基。若所使用的胺类固化剂(常用的固化剂为双氰胺,DICY)有两个以上的功能团则可以生成交联网络。

主要胺类固化剂

基于酐类固化剂的固化反应

酐类固化剂在胺催化剂的作用下可以和环氧基反应。

酐类固化剂还可以在氢氧根的催化作用下和环氧基反应。

主要酐类固化剂

其他固化反应

苯酚也可以同环氧基反应。

其他类型环氧树脂

性质

化学性质

环氧树脂固化过程为放热反应,当使用快速催化剂铸造大型零件时需要注意散热,防止温度上升过高达到小分子沸腾温度。

物理性质

此章节需要扩充。
  • 密度:1.1~1.2公克/立方公分(与固化程度有关)
  • 燃烧时产生黄色火焰;有酚类的味道。

生产与应用

工业生产

环氧树脂在全世界的年产值大约150亿美元。环氧树脂在美国的主要生产厂家和品牌包括Hexion(原Shell Development Company)的Epon,陶氏化工的D.E.R牌和亨斯迈公司(Huntsman)先进材料业务部(原汽巴精化)的Araldite牌。

应用

环氧树脂广泛用于:

  • 涂料及黏合剂
  • 模铸各种电子器件、集成电路封装材料和电路板
  • 制造工业零件制品等
  • 罐内层,尤其是酸性的食品或饮料,例如汽水
  • 土木建筑结构物补强,可与碳纤维或玻璃纤维搭配使用成为具有极高抗拉强度的补强材料。
  • 用于作为人造石的生产。

环境与安全

环氧基会与人体内的多种基团反应,因此通常被认为是有毒或者致癌物质,在使用的时候应该避免皮肤接触。环氧树脂的固化剂大多也是有毒物质。

环氧氯丙烷(C3H5ClO)易燃,含毒性和致癌物质。

双酚A(酚甲烷,C15H16O2)是内分泌干扰素(也就是扰乱生殖系统的化学物质)。

根据绿色和平组织(GreenPeace)于2006年4月发表的报告《我们的生殖健康和化学暴露》(Our reproductive health and chemical exposure),双酚A可影响男性生殖器官、导致早熟、母乳减少[1]

参考文献与外部链接


  1. ^ Fragile: Our reproductive health and chemical exposure (PDF). GreenPeace. 2006-05 [2016-01-25] (英语). 
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