
環氧樹脂(Epoxy Resin)是一類含有環氧基團($ce{(C_3H_3O)}$)的熱固性高分子化合物,其英文術語由“epoxy”(環氧)和“resin”(樹脂)構成,直接反映其化學結構特性。根據中國國家标準GB/T 13657-1992,環氧樹脂定義為“由含環氧基的化合物與多元羟基化合物通過縮聚反應生成的預聚物”,其固化後形成三維交聯網絡結構,具有高強度、耐化學腐蝕等特性。
在固化過程中,環氧基團與胺類或酸酐類固化劑發生開環反應,形成穩定的醚鍵結構($ce{R-O-R'}$)。這一特性使其廣泛應用于電子封裝材料、航空航天複合材料及工業防腐塗料領域。例如,雙酚A型環氧樹脂(化學式:$ce{C{21}H{24}O_4}$)因其優異的粘接性能,被國際航空材料标準(AMS 3374)列為飛機結構膠黏劑的主要成分。
權威文獻《環氧樹脂及其應用》(化學工業出版社,2018)指出,環氧樹脂的介電常數(3.8-4.5)和體積電阻率($10^{15} Omegacdot cm$)使其成為印制電路闆基材的核心原料。世界衛生組織化學品安全項目(IPCS)評估報告顯示,固化完全的環氧樹脂符合食品接觸材料安全标準(EC 1935/2004),但未完全固化的樹脂可能釋放微量雙酚A衍生物。
環氧樹脂是一種高分子聚合物,其核心特點是分子結構中含有兩個或兩個以上環氧基團(—CH(O)CH—),屬于熱固性樹脂的一種。以下從多個維度進行詳細解析:
分子式與結構
環氧樹脂的分子式為$(C{11}H{12}O_3)_n$,主要由雙酚A與環氧氯丙烷在堿性條件下縮聚而成。其主鍊含有醚氧鍵,側鍊帶有羟基和環氧端基,環氧基團可位于分子鍊的末端、中間或環狀結構中。
合成過程
在堿催化下,雙酚A與環氧氯丙烷通過反複的開環-閉環反應逐步聚合成低分子中間體,最終形成分子量在340~3800之間的線性聚合物(少數可達7000)。
固化機制
環氧基團與含活潑氫的固化劑(如胺類、酸酐類)發生交聯反應,形成三維網狀結構的熱固性材料。固化後具有不溶不熔特性。
關鍵性能
主要類别
根據化學結構分為5類:縮水甘油胺、縮水甘油酯、縮水甘油醚、脂肪族和脂環族環氧化合物。
典型用途
為改善脆性,常通過添加增韌劑(如橡膠顆粒)或調整交聯密度實現增韌改性,以拓展其在航空航天等高技術領域的應用。
以上内容綜合了環氧樹脂的化學本質、工藝特性及實際應用,如需更深入的技術細節可參考、2、6等權威來源。
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