一、 定義

1、環(huán)氧樹脂（Epoxy Resin）一般是指聚合物低聚合物，含有兩個或兩個以上的環(huán)氧基，以脂肪族、脂環(huán)族或芳香族等有機化合物為骨架，可通過環(huán)氧基團反應(yīng)形成有用的熱固化產(chǎn)物(Oligomer）。當聚合度n為零時，稱為環(huán)氧化合物，稱為環(huán)氧化合物（Epoxide）。雖然這些低相對分子質(zhì)量的樹脂并不完全符合嚴格的定義，但它們被統(tǒng)稱為環(huán)氧樹脂，因為它們具有環(huán)氧樹脂的基本屬性。典型的環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)如下。

2.環(huán)氧基是環(huán)氧樹脂的特性基團，其含量是該樹脂最重要的指標。描述環(huán)氧基含量有以下不同的表達方法：

⑴ 環(huán)氧當量 ：是指含有1mol環(huán)氧樹脂子質(zhì)量(分子量)環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當量為175~200g/mol,隨著分子量的增加，環(huán)氧基間的鏈段越長，聚合物環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當量越高。

⑵ 環(huán)氧值 ：每100g樹脂中含有環(huán)氧基的物質(zhì)量(摩爾)。這種表示方法有利于固化劑用量的測量和用量的表示。因為固化劑用量的含義是每100g添加環(huán)氧樹脂中固化劑的量（part perhundred of resin縮寫成phr）。我國采用環(huán)氧值的物理量。

環(huán)氧當量=100/環(huán)氧值

3.定義粘度

粘度：液體在流動時，在其分子間產(chǎn)生的內(nèi)摩擦的性質(zhì)，稱為液體的黏性，黏性的大小用黏度表示，是用來表征液體性質(zhì)相關(guān)的阻力因子。

有兩種粘度單元：

1、厘泊 (cps)

2、毫帕秒 （m·pas）

1厘泊（cps）= 1 毫帕秒（m·pas）

二、 種類及性能

1.雙酚A環(huán)氧樹脂 ：雙酚A(即二酚基丙烷)型

環(huán)氧樹脂是二酚基丙烷縮水甘油醚。在環(huán)氧樹脂中，其原料容易獲得，成本最低，因此產(chǎn)量最大（約占中國環(huán)氧樹脂總產(chǎn)量的90%，約占世界環(huán)氧樹脂總產(chǎn)量的75%~80%）被稱為通用環(huán)氧樹脂。雙酚A環(huán)氧樹脂的分子結(jié)構(gòu)決定了其性能具有以下特點：

⑴ 它是一種熱塑性樹脂，但具有熱固性，能與多種固化劑、催化劑和添加劑形成多種性能優(yōu)良的固化劑，幾乎能滿足各種使用需要。

⑵ 樹脂工藝性好。固化時基本不產(chǎn)生小分子揮發(fā)物，可低壓成型。可溶于多種溶劑。

⑶ 固化物具有高強度和粘結(jié)強度。

⑷ 固化物具有較高的耐腐蝕性和電性。

⑸ 固化物具有一定的韌性和耐熱性。

⑹ 主要缺點是：耐熱性和韌性不高，耐濕熱性和耐候性差。

2.雙酚F環(huán)氧樹脂 ：這是一種新型環(huán)氧樹脂，旨在降低雙酚A環(huán)氧樹脂本身的粘度，具有相同的性能。通常使用雙酚F(二酚基甲烷)和環(huán)氧氯丙烷NaOH液態(tài)雙酚F環(huán)氧樹脂在反應(yīng)下得到。

雙酚F環(huán)氧樹脂的特點是粘度小，低于雙酚A環(huán)氧樹脂粘度的1/3，具有良好的纖維浸漬性。其固化性能與雙酚A環(huán)氧樹脂幾乎相同，但耐熱性稍低，耐腐蝕性稍好。液體雙酚F環(huán)氧樹脂可用于無溶劑涂料、粘合劑、鑄塑料、FRP和碳纖維復(fù)合材料。

3.多酚縮水甘油醚環(huán)氧樹脂:多酚縮水甘油醚環(huán)氧樹脂是一種多官能團環(huán)氧樹脂。其分子中有兩個以上的環(huán)氧基，因此固化物具有較高的交聯(lián)密度、優(yōu)異的耐熱性、強度、模量、電絕緣性、耐水性和耐腐蝕性。

4.脂肪族縮水甘油醚環(huán)氧樹脂:脂肪族縮水甘油醚環(huán)氧樹脂在催化劑的作用下，由二元醇或多元醇和環(huán)氧氯丙烷開環(huán)醚化，產(chǎn)生氯醇中間產(chǎn)物，然后與堿反應(yīng)脫離。HCl縮水甘油醚形成閉環(huán)。

脂肪族縮水甘油醚環(huán)氧樹脂由兩個或兩個以上的環(huán)氧樹脂基和脂肪鏈直接連接而成。分子結(jié)構(gòu)中沒有苯環(huán)、脂肪環(huán)、雜環(huán)等環(huán)形結(jié)構(gòu)。絕大多數(shù)這些樹脂粘度很小，大多數(shù)品種都是偶水溶性的，大多數(shù)是長鏈分子，所以它們很靈活。但其耐熱性較差。

5、收縮甘油酯環(huán)氧樹脂：收縮甘油酯環(huán)氧樹脂是20世紀50年代發(fā)展起來的一種環(huán)氧樹脂，是分子結(jié)構(gòu)中兩種或兩種以上收縮甘油酯基的化合物。

其主要特點是：

⑴ 粘度小，工藝性好。可用于澆注、包裝或活性稀釋劑。

⑵ 反應(yīng)活性大，凝膠時間僅為雙酚A環(huán)氧樹脂的一半左右。

⑶ 可與其它環(huán)氧樹脂混合，以提高普通環(huán)氧樹脂的性能。

⑷ 固化物粘結(jié)強度高，力學(xué)性能好。

⑸ 耐超低溫性好。-196℃到-253℃在超低溫條件下，抗剪強度高于雙酚A環(huán)氧樹脂。

⑹ 電絕緣性好，特別是耐漏電痕跡性好。

⑺ 表面光澤和透光性好。

⑻ 由于分子中不含酚氧基，其耐候性優(yōu)于雙酚A環(huán)氧樹脂。

⑼ 主要缺點是酯鍵的存在使耐水性、耐酸性和耐堿性差，耐熱性低。

6.縮水甘油胺環(huán)氧樹脂:縮水甘油胺環(huán)氧樹脂是由伯胺或仲胺和環(huán)氧氯丙烷合成的含有兩個或兩個以上縮水甘油胺基的化合物。這種環(huán)氧樹脂具有多功能、粘度低、活性高、環(huán)氧當量小、交聯(lián)密度高、耐熱性高、附著力強、機械性能好、耐腐蝕性好等特點，可與其他類型的環(huán)氧樹脂混合。其缺點是具有一定的脆性，分子結(jié)構(gòu)中有環(huán)氧基和胺基，因此具有自固化性，儲存期短。

7.環(huán)氧化烯烴化合物

⑴ 脂環(huán)族環(huán)氧樹脂：脂環(huán)族環(huán)氧樹脂（環(huán)氧環(huán)烯烴化合物）是一種含有兩個脂環(huán)氧基的低分子化合物。它本身不是一種聚合物，但在固化劑的作用下可以產(chǎn)生性能優(yōu)異的三維結(jié)構(gòu)。

脂環(huán)環(huán)環(huán)氧樹脂是一種粘度小、工藝性好的低分子化合物?？勺鳛榛钚韵♂寗┦褂?。環(huán)氧當量小，交聯(lián)密度高，剛性脂環(huán)具有良好的熱穩(wěn)定性，耐熱性高，但脆性和韌性差。固化收縮小，拉伸強度高。因為它不包含在合成過程中Cl、Na等離子，所以電性能好，尤其是高溫電性能及耐電弧性好。不含苯環(huán)，因而耐紫外線及耐候性好。

⑵ 脂肪族環(huán)氧化烯烴化合物：它是由脂肪族烯烴的雙鍵環(huán)氧化過氧化物制成的環(huán)氧樹脂。其分子結(jié)構(gòu)中沒有苯環(huán)、脂肪環(huán)和雜項環(huán)，只有脂肪鏈。其性能特點：

a、為線型大分子。同時具有聚丁二烯橡膠結(jié)構(gòu)和環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)，因此具有良好的沖擊韌性和粘結(jié)性能。

b、與脂環(huán)族環(huán)氧樹脂類似，它容易與酸酐固化劑發(fā)生反應(yīng)，而與親核固化劑(胺)反應(yīng)較低。

c、樹脂分子還含有雙鍵和羥基。

d、以酸酐-多元醇為固化劑，同時添加苯乙烯和過氧化物引發(fā)劑，可進一步提高交聯(lián)密度，提高耐熱性和機械性能。

e、與固化劑混溶后粘度小，操作方便，工藝性好。

f、固化物具有良好的耐熱性，熱變形溫度可達200℃以上，在高溫下具有非常突出的強度保持率。200年附著力、耐候性和電氣性能優(yōu)異℃電性能穩(wěn)定。

g、主要缺點是固化收縮率高。

8、雜環(huán)型和混合型環(huán)氧樹脂

⑴ 雜環(huán)縮水甘油環(huán)氧樹脂：這是一種含有雜環(huán)的高性能環(huán)氧樹脂?？s水甘油基與雜環(huán)直接連接，具有優(yōu)異的耐熱性、耐候性和電性。主要產(chǎn)品有：

a、三聚氰酸環(huán)氧樹脂(三聚氰酸三縮水甘油環(huán)氧樹脂)TGIC）：它是一種多官能團環(huán)氧樹脂，由三聚氰酸和環(huán)氧氯丙烷在催化劑作用下合成。TGIC反應(yīng)活性高于雙酚A型環(huán)氧樹脂，溶解性差。因此，酸酐通常用作加熱固化劑。它具有優(yōu)異的耐高溫性、化學(xué)穩(wěn)定性、抗紫光老化性和耐候性。良好的力學(xué)性能和電性能，特別是在高溫下。硬脆固化物，耐機械沖擊和熱沖擊性差。

b、海因（Hydantion）環(huán)氧樹脂：海因環(huán)氧樹脂是一種含有海因環(huán)（五元二氮雜環(huán)）的新型環(huán)氧樹脂。這類樹脂可以是縮水甘油胺型、縮水甘油醚型或縮水甘油酯型樹脂，也可以是單海因核或多海因核樹脂。具有以下特點：① 粘度低，工藝性好。② 熱穩(wěn)定性好，耐熱性高。③ 耐候性好。涂料在陽光或紫外線下不易發(fā)黃和粉化。④ 在高壓和超高壓下具有突出的電氣性能，特別是具有優(yōu)異的耐電弧和耐泄漏痕跡，可用作耐高壓絕緣裝置。⑤ 極性強，粘度低，對玻璃纖維、碳纖維和各種填料具有良好的潤濕能力和附著力，可在不降低工藝的前提下添加大量填料，降低膨脹系數(shù)和成本。⑥ 毒性小。涂料、無毒膠粘劑等?？捎糜谑称钒b和衛(wèi)生包裝。⑦ 水溶性海因環(huán)氧樹脂可用于處理紡織品和紙張，以提高其強度和抗皺性。

⑵ 混合環(huán)氧樹脂：這種環(huán)氧樹脂在其分子中含有兩種不同類型的環(huán)氧基。因此，它還具有這兩種環(huán)氧樹脂的特性。因此，它的固化性能和使用性能帶來了一些單一類型環(huán)氧樹脂所不具備的特性。例如，由于兩種環(huán)氧基的活性不同，有可能實現(xiàn)分段固化或B階樹脂，也有可能滿足低溫固化和高溫使用的要求。在選擇固化劑時靈活。這為配方設(shè)計和工藝設(shè)計提供了更多的選擇，可以更好地滿足工藝要求和使用要求，擴大使用范圍。