第二章之环氧树脂.ppt
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1、1现在学习的是第1页,共89页典型的环氧树脂结构典型的环氧树脂结构(双酚双酚A型型)如下式。如下式。第二章第二章 基体材料基体材料 第二节环氧树脂第二节环氧树脂 一、一、环氧树脂及其应用概况环氧树脂及其应用概况特征特征:大分子的大分子的两两端是反端是反应能力很强的能力很强的环氧氧基。基。分子主分子主链上有上有许多多醚键,是一,是一种种线型聚型聚醚结构构。n值较大的大的树脂分子脂分子链上有上有规律地、相距律地、相距较远地出地出现许多仲多仲羟基,可以看成是一基,可以看成是一种种长链多元醇。多元醇。主主链上上还有大量有大量苯苯环、次甲基和、次甲基和异异丙基。丙基。现在学习的是第2页,共89页依据它们
2、的化学性质分类为依据它们的化学性质分类为:环氧化聚烯烃环氧化聚烯烃过醋酸环氧树脂过醋酸环氧树脂环氧烯烃聚合物环氧烯烃聚合物环氧氯丙烷树脂环氧氯丙烷树脂双酚双酚A A树脂树脂环氧氯丙烷环氧氯丙烷-双酚双酚A A缩聚物缩聚物双环氧氯丙烷树脂双环氧氯丙烷树脂2 2,2-2-双双(对羟苯基对羟苯基)丙烷二缩水甘油醚丙烷二缩水甘油醚第二章第二章 基体材料基体材料 第二节环氧树脂第二节环氧树脂 一、一、环氧树脂及其应用概况环氧树脂及其应用概况现在学习的是第3页,共89页 国外国外 1891年年,德德国国人人用用对对苯苯二二酚酚与与环环氧氧氯氯丙丙烷烷反反应应,缩缩聚聚成成树树脂脂并并用用酸酸酐酐使使之之固
3、固化;但是它的使用价值没有被揭示。化;但是它的使用价值没有被揭示。1930年年,瑞瑞士士和和美美国国进进一一步步进进行行研研究究,用用有有机机多多元元胺胺使使上上述述树树脂脂固固化化,显示出很高粘接强度,这才引起了人们的重视。显示出很高粘接强度,这才引起了人们的重视。1935年确定双酚年确定双酚A环氧树脂的工业价值:瑞土环氧树脂的工业价值:瑞土DTF公司和美国公司和美国DR公司。公司。1936年年,瑞瑞土土DTF公公司司生生产产了了琥琥珀珀色色环环氧氧氯氯丙丙烷烷-双双酚酚A树树脂脂,并并同同邻邻苯苯二甲酸酐反应,生产出用于浇铸和模塑制品的具有工业意义的热固性制品。二甲酸酐反应,生产出用于浇铸
4、和模塑制品的具有工业意义的热固性制品。1939年年美美国国DR公公司司也也生生产产出出了了高高分分子子量量双双酚酚A环环氧氧氯氯丙丙烷烷树树脂脂并并用用于于高高级级热固性涂料。热固性涂料。环氧树脂发展简史环氧树脂发展简史第二章第二章 基体材料基体材料 第二节环氧树脂第二节环氧树脂 一、一、环氧树脂及其应用概况环氧树脂及其应用概况现在学习的是第4页,共89页 1937-1939年,欧洲尝试用环氧树脂补牙,但没有成功。年,欧洲尝试用环氧树脂补牙,但没有成功。在第二次世界大战前,没有全面开发环氧树脂技术。在第二次世界大战前,没有全面开发环氧树脂技术。1947年年,美美国国的的DR公公司司完完成成了了
5、环环氧氧树树脂脂第第一一次次具具有有工工业业价价值值的的制制造造,它它开开辟辟了了环环氧氧氯氯丙丙烷烷-双双酚酚A树树脂脂的的技技术术历历史史,环环氧氧树树脂脂开开始始了了工工业业化化开开发发,且且被被认认为是优于老的酚醛树脂和聚酯树脂的一种技术进步。为是优于老的酚醛树脂和聚酯树脂的一种技术进步。1955年,四种基本环氧树脂在美国获得生产制造许可证。年,四种基本环氧树脂在美国获得生产制造许可证。1959年,酚醛环氧树脂生产年,酚醛环氧树脂生产 1960年,年,CIBA公司工业化脂环族环氧树脂问世。公司工业化脂环族环氧树脂问世。1970年,多国开始制造双酚年,多国开始制造双酚A环氧树脂。环氧树脂
6、。1980年,开发新型多官能团环氧树脂。年,开发新型多官能团环氧树脂。最近,开发水性环氧和稠环耐温耐湿树脂。最近,开发水性环氧和稠环耐温耐湿树脂。第二章第二章 基体材料基体材料 第二节环氧树脂第二节环氧树脂 一、一、环氧树脂及其应用概况环氧树脂及其应用概况现在学习的是第5页,共89页 国内国内 1956年,于沈阳和上海两地首先研制成功。年,于沈阳和上海两地首先研制成功。1958年,上海开始了工业化生产。年,上海开始了工业化生产。1964年,开始研究一些新型环氧。年,开始研究一些新型环氧。1980年年,中中国国已已形形成成了了从从单单体体、树树脂脂到到辅辅助助材材料料,从从科科研研、生生产产到到
7、应应用的完整的工业体系。用的完整的工业体系。环氧树脂现已成为国民经济发展中不可缺少的材料。环氧树脂现已成为国民经济发展中不可缺少的材料。环氧树脂的产量和应用水平从一个侧面反映一个国家的工业技术的发达程度。环氧树脂的产量和应用水平从一个侧面反映一个国家的工业技术的发达程度。现在学习的是第6页,共89页 环环氧氧树树脂脂中中含含有有独独特特的的环环氧氧基基,以以及及羟羟基基、醚醚键键等等活活性性基基团团和和极极性性基基团,因而具有许多优异的性能。团,因而具有许多优异的性能。与其他热固性树脂相比较,环氧树脂的种类和牌号最多,性能各异。与其他热固性树脂相比较,环氧树脂的种类和牌号最多,性能各异。环环氧
8、氧树树脂脂固固化化剂剂的的种种类类更更多多,再再加加上上众众多多的的促促进进剂剂、改改性性剂剂、添添加加剂剂等等,可可以以进进行行多多种种多多样样的的组组合合和和复复配配。从从而而能能获获得得各各种种各各样样性性能能优优异异的的、各各具具特特色色的的环环氧氧固固化化体体系系和和固固化化物物,几几乎乎能能适适应应和和满满足足各各种种不不同同使使用用性性能能和和工工艺艺性性能能的的要要求求,这这是是其其他他热热固固性性树树脂脂所无法相比的。所无法相比的。2、环氧树脂的性能及应用特点、环氧树脂的性能及应用特点 第二章第二章 基体材料基体材料 第二节环氧树脂第二节环氧树脂 一、一、环氧树脂及其应用概况
9、环氧树脂及其应用概况现在学习的是第7页,共89页 性能特点性能特点力学强度高力学强度高 粘接性能优异粘接性能优异固化收缩率小固化收缩率小工艺性好工艺性好电绝缘性好电绝缘性好稳定性好稳定性好耐热性一般为耐热性一般为80-100环氧树脂环氧树脂及其固化物的综合性能最好及其固化物的综合性能最好耐热品种可达耐热品种可达200或更高或更高在热固性树脂中在热固性树脂中现在学习的是第8页,共89页 环环氧氧树树脂脂固固化化收收缩缩率率一一般般为为1-2。是是热热固固性性树树脂脂中中固固化化收收缩缩率率最最小小的的品品种种之之一一(酚酚醛醛树树脂脂为为8-10;不不饱饱和和聚聚酯酯树树脂脂为为4-6;有机硅树
10、脂为;有机硅树脂为4-8)。线膨胀系数也很小,一般为。线膨胀系数也很小,一般为610-5/。所以其产品尺寸稳定,内应力小,不易开裂。所以其产品尺寸稳定,内应力小,不易开裂。固化收缩率小固化收缩率小现在学习的是第9页,共89页不同的环氧树脂固化体系分别能在低温、室温、中温或高温不同的环氧树脂固化体系分别能在低温、室温、中温或高温固化,能在潮湿表面甚至在水中固化,能快速固化、也能缓慢固化固化,能在潮湿表面甚至在水中固化,能快速固化、也能缓慢固化对施工和制造工艺要求的适应性很强对施工和制造工艺要求的适应性很强在三大通用型热固性树脂中,环氧树脂在三大通用型热固性树脂中,环氧树脂价格偏高,在应用上受到一
11、定的影响价格偏高,在应用上受到一定的影响环氧树脂可低压成型或接触低压成型,因此可降低对环氧树脂可低压成型或接触低压成型,因此可降低对成型设备和模具的要求,减少投资,降低成本成型设备和模具的要求,减少投资,降低成本应用特点应用特点能按不同的使用性能和工艺性能要求,能按不同的使用性能和工艺性能要求,设计出针对性很强的最佳配方设计出针对性很强的最佳配方具有极大的配方设计灵活性和多样性具有极大的配方设计灵活性和多样性它的性能优异,所以主要用于对使用性能要求它的性能优异,所以主要用于对使用性能要求高的场合,尤其是对综合性能要求高的领域。高的场合,尤其是对综合性能要求高的领域。现在学习的是第10页,共89
12、页 涂料涂料 胶粘剂胶粘剂 电子电器电子电器 工程塑料与复合材料工程塑料与复合材料 土建工程土建工程环氧树脂的主要应用领域环氧树脂的主要应用领域3 3、环氧树脂的应用领域及国内外应用发展概况、环氧树脂的应用领域及国内外应用发展概况 第二章第二章第二章第二章 基体材料基体材料基体材料基体材料 第二节环氧树脂第二节环氧树脂第二节环氧树脂第二节环氧树脂 一、一、一、一、一、一、环氧树脂及其应用概况环氧树脂及其应用概况环氧树脂及其应用概况环氧树脂及其应用概况环氧树脂及其应用概况环氧树脂及其应用概况现在学习的是第11页,共89页工业地坪涂料工业地坪涂料防静电地板涂料防静电地板涂料 防尘涂料防尘涂料环氧树
13、脂的主要应用领域环氧树脂的主要应用领域涂料涂料现在学习的是第12页,共89页 2、有有良良好好的的附附着着力力。因因涂涂膜膜分分子子中中含含有有的的极极性性较较大大的的羟羟基基与与相相临临界界面面产产生生引引力力,如如与与金金属属表表面面上上的的游游离离键键起起反反应应,而而形形成成牢牢固固的的化化学学键键,因因而而大大大大地地加加强强了了涂涂膜膜的的附附着着力力,扩扩大大了了对对底材的适应。底材的适应。环氧树脂防腐涂料环氧树脂防腐涂料特性特性:1、优优异异的的耐耐腐腐蚀蚀性性能能。由由于于环环氧氧树树脂脂成成膜膜后后的的分分子子链链上上含含有有很很稳稳定定的的碳碳-碳碳键键、醚醚键键和和苯苯
14、环环,结结构构致致密密,屏屏蔽蔽性性好好,经经固固化化后后抗抗渗渗透透性性能优异,具有耐水性、耐盐雾性、耐油性,还有优良的耐化学药品性。能优异,具有耐水性、耐盐雾性、耐油性,还有优良的耐化学药品性。3、具具有有较较好好的的物物理理机机械械性性。成成膜膜后后分分子子结结构构中中的的苯苯环环上上羟羟基基已已被被醚醚化化,所所以以质质量量稳稳定定,涂涂膜膜刚刚柔柔结结合合,耐耐磨磨性性好好,涂涂料料固固体体含含量量高高,一一次次成成膜膜厚厚,同同时时在在固固化化过过程程中中没没有有小小分分子子副副产产物物的的生生成成,不不会会产产生生气气体体,因因此此还还具具有有体体积积收收缩缩性性小小,热热膨膨胀
15、胀系系数低等特点。数低等特点。现在学习的是第13页,共89页 环氧树脂除了对环氧树脂除了对聚烯烃等聚烯烃等非极性塑料非极性塑料粘结性不好之外,粘结性不好之外,对于各种对于各种金属材料金属材料如铝、钢、如铝、钢、铁、铜;铁、铜;非金属材料非金属材料如玻璃、如玻璃、木材、混凝土等;以及木材、混凝土等;以及热固性热固性塑料塑料如酚醛树脂、氨基树脂、如酚醛树脂、氨基树脂、不饱和聚酯等都有优良的粘接不饱和聚酯等都有优良的粘接性能,因此有万能胶之称。环性能,因此有万能胶之称。环氧胶粘剂是氧胶粘剂是结构胶粘剂结构胶粘剂的重要的重要品种。品种。胶粘剂胶粘剂现在学习的是第14页,共89页一类用于受力部件上的胶粘
16、剂。一类用于受力部件上的胶粘剂。一般要求胶结接头所能承受的应力要和被粘物本身的强度相当,胶粘剂本身具有优良的耐热性、一般要求胶结接头所能承受的应力要和被粘物本身的强度相当,胶粘剂本身具有优良的耐热性、耐介质、耐大气老化、耐震动疲劳、低的蠕变和高的持久强度。大多以具有三维交联结构的热固性树耐介质、耐大气老化、耐震动疲劳、低的蠕变和高的持久强度。大多以具有三维交联结构的热固性树脂为主体,配以热塑性树脂或橡胶型增韧剂组成。主要用于机械制造和高速运载工具(如飞机、火箭、脂为主体,配以热塑性树脂或橡胶型增韧剂组成。主要用于机械制造和高速运载工具(如飞机、火箭、导弹)制造等现代工业技术部门中。其品种主要有
17、环氧导弹)制造等现代工业技术部门中。其品种主要有环氧-尼龙、环氧尼龙、环氧-丁腈、环氧(芳胺固化)、酚醛丁腈、环氧(芳胺固化)、酚醛-丁腈、酚醛丁腈、酚醛-环氧、聚酰亚胺、聚苯并咪唑。环氧、聚酰亚胺、聚苯并咪唑。用途及优点用途及优点非结构胶非结构胶强度较低、耐久性差,只能由于普通、临时性质的粘接、密封、固定,不能用于强度较低、耐久性差,只能由于普通、临时性质的粘接、密封、固定,不能用于结构件粘接。结构件粘接。结构胶结构胶强度高、抗剥离、耐冲击、施工工艺简便。用于金属、陶瓷、塑料、橡胶、强度高、抗剥离、耐冲击、施工工艺简便。用于金属、陶瓷、塑料、橡胶、木材等同种材料或者不同种材料之间的粘接。可部
18、分代替焊接、铆接、螺栓连接等传木材等同种材料或者不同种材料之间的粘接。可部分代替焊接、铆接、螺栓连接等传统连接形式。结合面应力分布均匀,对零件无热影响和变形。统连接形式。结合面应力分布均匀,对零件无热影响和变形。在工程中结构胶应用广泛,主要用于构件的加固、锚固、粘接、修补等;如粘钢,粘在工程中结构胶应用广泛,主要用于构件的加固、锚固、粘接、修补等;如粘钢,粘碳纤维,植筋,裂缝补强、密封、孔洞修补、道钉粘贴、表面防护、混凝土粘接等碳纤维,植筋,裂缝补强、密封、孔洞修补、道钉粘贴、表面防护、混凝土粘接等。结构胶粘剂(结构胶粘剂(structure adhesive)现在学习的是第15页,共89页施
19、胶系统施胶系统许许多多双双组组份份配配方方的的胶胶粘粘剂剂可可装装在在卡卡式式胶胶筒筒内内,用手动的或气动的胶枪施胶。用手动的或气动的胶枪施胶。边缘凹框边缘凹框-用用结结构构型型塑塑料料胶胶粘粘剂剂将将独独特特的的热热塑塑性性塑塑料料组组合件(比木材更硬)粘合到下凹的边框上。合件(比木材更硬)粘合到下凹的边框上。环氧结构胶粘剂环氧结构胶粘剂现在学习的是第16页,共89页环氧结构胶粘剂环氧结构胶粘剂制制冷冷蛇蛇形形管管-用用环环氧氧树树脂脂胶胶粘粘剂剂粘粘接接和和密密封封制制冷冷蛇蛇形形管管,重重叠叠部部分分的的抗抗剪剪强强度度可可达达4500psi(磅磅/英英寸寸2)。单单组组份份的的形形式式
20、免免除除了了称称量量和和混料的麻烦。混料的麻烦。零零售售商商品品陈陈列列架架-为为了了保保持持优优良良的的仿仿木木质质的的外外观观,可可用用结结构构型型塑塑料料胶胶粘粘剂剂代代替替螺螺丝丝或或钉钉子子来来装装配配塑塑料料的的组组合合件件,并可省掉表面终饰的工序。并可省掉表面终饰的工序。将将磁磁铁铁粘粘接接到到钢钢转转子子上上-用用双双组组份份环环氧氧树树脂脂胶胶粘粘剂剂进进行行粘粘接接,在在室室温温下下固固化化,重重叠叠处处抗抗剪剪强强度度可可达达4500psi。空空隙隙填填补补性性能能使使不不够密合的两个表面牢固地粘合在一起。够密合的两个表面牢固地粘合在一起。现在学习的是第17页,共89页快
21、干胶快干胶用一滴快干胶即可迅速地粘接多种塑料、橡胶、金属和其用一滴快干胶即可迅速地粘接多种塑料、橡胶、金属和其他材料。他材料。快干胶是一种优秀的多用途产品,可用于各种装配应用快干胶是一种优秀的多用途产品,可用于各种装配应用中。中。快快干干胶胶可可用用于于其其他他胶胶粘粘剂剂可可能能无无法法粘粘接接的的许许多多种种材材料料表表面面,例如粘接橡胶。,例如粘接橡胶。胶胶合合板板和和木木材材的的修修补补:快快干干胶胶是是一一种种高高粘粘度度的的液液体体,可可填填充充饰面和底板之间的孔洞。饰面和底板之间的孔洞。现在学习的是第18页,共89页 电器、电机绝缘封装件的浇注,如电磁铁、接触器线圈;装有电子元件
22、和线路电器、电机绝缘封装件的浇注,如电磁铁、接触器线圈;装有电子元件和线路的器件的灌封绝缘。半导体元器件的塑封;环氧层压塑料、环氧覆铜板。的器件的灌封绝缘。半导体元器件的塑封;环氧层压塑料、环氧覆铜板。环氧预浸料环氧预浸料DMD(Dacron/Mylar/Dacron)产品简介)产品简介环环氧氧预预浸浸渍渍材材料料是是由由聚聚酯酯薄薄膜膜聚聚酯酯纤纤维维非非织织布布柔柔软软复复合合材材料料浸浸渍渍环环氧氧树树脂脂经经烘烘焙焙而而成成。该该产产品品具具有有室室温温贮贮存存期期长长、固固化化温温度度低低、固固化化时时间间短短的的特特点点。固固化化物物具具有有优优异异的的电电气气性性能能、粘粘结结性
23、性能能和和耐耐热热性性能能,耐耐热热等等级级为为F级级。适适用用于于干干式式变变压压器器低低压压线线圈圈铜铜(铝铝)箔箔包包衬衬绝绝缘缘和和B级级/F级级电电机、电器槽绝缘和匝间绝缘。机、电器槽绝缘和匝间绝缘。材材料料厚厚度度为为0.18mm、0.20mm、0.25mm、0.30mm,宽宽度度41000mm。电子电器电子电器现在学习的是第19页,共89页环氧板环氧板 环环氧氧酚酚醛醛玻玻璃璃布布层层压压板板:用用无无碱碱玻玻璃璃纤纤维维布布浸浸渍渍环环氧氧酚酚醛醛树树脂脂为为底底材材,经经热热压压而而成成。3240板板具具有有高高的的机机械械强强度度,良良好好的的电电气气性性能能,适适用用于于
24、电电机机、电电器器设设备备中中作作绝绝缘缘结结构构零零部部件件,并并可可在在潮潮湿湿的的环环境境和和变变压压器器油油中使用。中使用。阻阻燃燃型型环环氧氧玻玻璃璃布布覆覆铜铜板板FR-4:FR-4:含含UVUV板板、高高TgTg板板、环环保保板板、黑黑基基材材板板、防防静静电电板板、软软性性板板、环环氧氧玻玻璃璃布布、层层压压绝绝缘缘板板、复复合合基基材材覆覆铜铜板板(CEM-1CEM-1、CEM-3CEM-3)及及压压制制多多层层板板用用半半固固化化片片。产产品品主主要要适适用用于于制制作作单单、双双面面线线路路板板和和多多层层线线路路板板,广广泛泛的的应应用用于于计计算算机机、通通讯讯设设备
25、备及及军军用用装装备备等等各各种电子产品种电子产品 。阻燃型环氧玻璃布覆铜板阻燃型环氧玻璃布覆铜板电子电器电子电器现在学习的是第20页,共89页工程塑料与复合材料工程塑料与复合材料高科技器材高科技器材“造就造就”奥运冠军奥运冠军奥奥运运会会冠冠军军人人人人敬敬佩佩,但但很很少少有有人人想想到到他他(她她)们们使使用用的的高高科科技技体体育育器器材材的的作作用用,环环氧氧复复合合材材料料就就是是其其中中重重要要的的一一种种,它它曾曾“造造就就”奥运冠军。奥运冠军。如如获获得得男男子子自自行行车车公公路路赛赛冠冠军军的的德德国国著著名名车车手手乌乌尔尔里里希希的的“坐坐骑骑”是是用用碳碳纤纤维维环
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