司穩(wěn)琴

（甘肅能源化工職業(yè)學(xué)院，甘肅蘭州 730000)

環(huán)氧樹脂通常是指包含兩個及以上環(huán)氧基團的高分子有機化合物，大多數(shù)的相對分子量都較低，只有極個別的相對分子量較高。環(huán)氧樹脂分子的主要特征是具有十分活潑的環(huán)氧基團，而環(huán)氧基團在其分子鏈之中通過處于不同的位置從而使環(huán)氧樹脂形成不同的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，由于環(huán)氧基團的存在，在環(huán)氧樹脂與固化劑發(fā)生反應(yīng)之后可以產(chǎn)生固體狀態(tài)的高分子聚合物。在2004年之前，環(huán)氧樹脂的進口量一直處于增加態(tài)勢，而在這之后，隨著產(chǎn)能的提高，進口量逐漸平穩(wěn)，出口量則隨著產(chǎn)能的增長而不斷增長。國內(nèi)對于環(huán)氧樹脂的生產(chǎn)技術(shù)相較于國外的工藝還有著較大的差距，在生產(chǎn)過程中還有著較多的問題，在面對環(huán)氧樹脂的巨大需求時，國內(nèi)企業(yè)依然有著較大的生存發(fā)展空間。

1 環(huán)氧樹脂的應(yīng)用特性

環(huán)氧樹脂由于其環(huán)氧基團的不同位置，具有不同的結(jié)構(gòu)形態(tài)，而這些結(jié)構(gòu)形態(tài)也賦予了環(huán)氧樹脂豐富的應(yīng)用特性。①形式的多樣性。通過對環(huán)氧樹脂具體的應(yīng)用環(huán)境和性能要求的分析，有選擇地進行能滿足材料物化性能需求的固化反應(yīng)。環(huán)氧樹脂的固化范圍很廣，從低黏度到熱耐受性高的固體材料，都屬于其的固化范圍。②固化反應(yīng)十分方便。只要選擇相應(yīng)的固化劑，環(huán)氧樹脂的固化在0～180℃皆可以進行。③強大的黏附性。由于環(huán)氧樹脂特殊的分子鏈構(gòu)造，使得其對于其他物質(zhì)的有著強大的黏附性。其分子鏈中羥基和醚鍵都具有較強的穩(wěn)定性，從而使得環(huán)氧樹脂在固化反應(yīng)后，其材料收縮性能差，材料自身的內(nèi)應(yīng)力較小，這些特性有效地保障了其黏接能力和黏接強度。④收縮性能差。由于環(huán)氧樹脂的固化往往是通過環(huán)氧基的聚合反應(yīng)來進行，沒有相關(guān)衍生物的出現(xiàn)，和其他樹脂相比，在固化后，收縮性更低。⑤力學(xué)性能。經(jīng)過不同選擇進行固化后的環(huán)氧樹脂，其往往具有不同卻同樣優(yōu)良的力學(xué)性能。⑥電性能。通過對固化劑的有效選擇，在進行相關(guān)反應(yīng)后所得到的環(huán)氧樹脂基固體材料具有高介電性能，并且對表面漏電和電弧都有著相當(dāng)強的耐受性，是一種極好的絕緣材料。⑦化學(xué)穩(wěn)定性。環(huán)氧樹脂的固化和改性劑體系一般都具有優(yōu)異的耐堿、耐酸、耐溶劑等化學(xué)性能。化學(xué)穩(wěn)定性主要取決于所選的環(huán)氧樹脂和其固化劑。所選擇的環(huán)氧樹脂和其固化劑可以有效地使其固化劑具有特殊的尺寸和化學(xué)穩(wěn)定性。⑧優(yōu)異的尺寸和化學(xué)穩(wěn)定性。上述性能的合成應(yīng)用使得環(huán)氧樹脂固化體系可以具有優(yōu)異的化學(xué)尺寸穩(wěn)定性和化學(xué)耐久性。⑨能抵抗有害霉菌。經(jīng)過固化后的環(huán)氧樹脂固化體系對大多數(shù)有害霉菌都具有很強的抵抗力，可以在惡劣的環(huán)境中生存和使用。

2 環(huán)氧樹脂的類型分類

2.1 縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂

縮水甘油醚類合成的環(huán)氧樹脂主要是通過將一些含有活潑氫分子結(jié)構(gòu)的酚類或醇類和環(huán)氧氯丙烷通過縮聚反應(yīng)進行結(jié)合來形成的?？s水甘油醚類合成的環(huán)氧樹脂通常具有不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)，例如：

（1）二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂主要是通過使二酚基丙烷和環(huán)氧氯丙烷進行縮聚反應(yīng)而成，在反應(yīng)過程中，作為重要指標(biāo)的環(huán)氧值主要是用來劃分環(huán)氧樹脂型號，而無機氯含量則主要對環(huán)氧樹脂的固化和電性能產(chǎn)生影響，而有機氯的含量則主要是反映氯醇基的剩余未反應(yīng)含量，其同樣對環(huán)氧樹脂的固化和固化物的化學(xué)物理性能產(chǎn)生影響。

（2）酚醛多環(huán)氧樹脂主要是通過縮聚反應(yīng)而形成的。與二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂的主要差別是其在材料分子中有兩個及以上的環(huán)氧基，從而使得固化反應(yīng)后的酚醛多環(huán)氧樹脂具有更高的分子交聯(lián)密度，從而有著更好的熱穩(wěn)定物化性質(zhì)，其在力學(xué)實驗中性能更佳，絕緣性更好，耐水性和抗腐蝕性也十分優(yōu)良。

（3）脂族多元醇縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂的黏性相對較低，由于其長鏈線型的特殊分子結(jié)構(gòu)，使得其形成的材料具有較強的柔韌性。

2.2 縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂

縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂的黏性較低，其使用時的做工要求較高，在反應(yīng)過程中其材料具有相當(dāng)高的活性，相對于通用的環(huán)氧樹脂來說，其固化物具有更高的黏合力和更好的力學(xué)性質(zhì)，該種環(huán)氧樹脂的電絕緣性十分好，并且具有較強的溫度耐受性，保障了其在超低溫條件下依然具有較強的黏接強度，且具有較好的表面光澤度、透光性以及對惡劣氣候的耐受程度。

2.3 縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂

縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂相比其他環(huán)氧樹脂來說，其多官能度和環(huán)氧量高，材料的分子交聯(lián)密度也相對較高，而在對其進行固化反應(yīng)之后，所得材料的熱耐受性也明顯提高。在當(dāng)前研究運用中，其更加優(yōu)越的黏接性和熱耐受性也被廣泛關(guān)注和使用，最為明顯的例子是利用該材料進行炭纖維增強，使得其材料的物化性質(zhì)能夠滿足飛機二次結(jié)構(gòu)材料的使用要求。

2.4 線型脂肪族類環(huán)氧樹脂

線型脂環(huán)族環(huán)氧樹脂是脂環(huán)族烯烴經(jīng)過環(huán)氧化反應(yīng)而制造的，其分子構(gòu)造相較于其他環(huán)氧樹脂具有特殊性，從而使得經(jīng)過固化反應(yīng)而得到的固化物有著較好的收縮性，其拉伸能力也比較高，在較高溫度條件下依然有著良好的物化性能，并且具有耐電弧以及耐紫外線的特性，對惡劣氣候的適應(yīng)性很強。

3 環(huán)氧樹脂基固體材料運用中的問題及對策

環(huán)氧樹脂基固體材料在運用過程中有著一些問題，主要是對機械強度以及固化劑選擇上出現(xiàn)了一些問題，導(dǎo)致固體材料性能的差異。

機械強度主要是由環(huán)氧值決定的，環(huán)氧值高低決定了材料的強度大小，環(huán)氧值較大，其強度較高，但是材料韌性較弱，比較脆，環(huán)氧值中等情況下，所獲得的材料強度和韌性均等，在環(huán)氧值偏低時，所得到的材料強度也較低，因此，想要獲得需要的材料強度，應(yīng)當(dāng)對環(huán)氧值進行控制，使得材料的強度符合要求。

對于環(huán)氧樹脂來說，能與其反應(yīng)的固化劑種類很多，由于不同環(huán)氧樹脂類型所需的固化劑種類和用量都不相同，不同種類和用量對于環(huán)氧樹脂的物化性能影響較大，因此，在具體選擇的過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)所需材料的要求進行選擇，保障所需的物化性能。而有的材料不能進行加熱，便只能選擇無須加熱的固化劑，另外，根據(jù)固化反應(yīng)所得材料的不同用途，還應(yīng)當(dāng)注意固化劑的毒性，防止出現(xiàn)使用事故，并且有利于生產(chǎn)的安全性。

4 結(jié)語

環(huán)氧樹脂基固體材料的用途廣泛，根據(jù)固化劑和改性劑以及反應(yīng)控制指標(biāo)的不同進行選擇，能夠得到物化性質(zhì)不同的材料。在人們需求的不斷變化中，環(huán)氧樹脂材料的運用場景和運用次數(shù)越來越多，大到航空材料，小到生活所需，都能見到環(huán)氧樹脂基固體材料的存在，相較于其他材料，環(huán)氧樹脂的鞣性能力、抗剪壓能力、抗彎能力、絕緣性能等都有著不同的優(yōu)勢和易得性。隨著產(chǎn)量的不斷提高，對于環(huán)氧樹脂基固體材料的研究和運用也將越來越深入。