[科普中國]-自固化環(huán)氧樹脂

自固化環(huán)氧樹脂是在一定條件下不需外加固化劑即可自行交聯(lián)的環(huán)氧樹脂。這類樹脂的分了結(jié)構(gòu)中除含環(huán)氧基外，還含有能起固化作用的羥甲基、仲胺基和酸酐基等基團。固化時即可在一定溫度下由自身結(jié)構(gòu)中有固化作用的基團與環(huán)氧基進行交聯(lián)，形成固化產(chǎn)物。與使用固化劑的操作比較，簡化了工藝，并減少或避免了固化劑對操作人員的刺激與毒害作用。從這點出發(fā)，尋求性能比較優(yōu)良而又完善的自固化環(huán)氧樹脂品種是十分有意義的。1

環(huán)氧樹脂的發(fā)展趨勢環(huán)氧樹脂自20世紀40年代后期在工業(yè)上獲得應用以來，發(fā)展迅速，特別是隨著電子工業(yè)的高速發(fā)展，近年來，新的高性能環(huán)氧樹脂不斷涌現(xiàn)，樹脂改性和固化劑的研究開發(fā)亦極為活躍。

一種環(huán)氧樹脂要有好的應用與發(fā)展前途，必須同時具備兩個條件：首先要有優(yōu)異的使用性能，其次應有短的合成路線和易得的原料。2

由于電子工業(yè)的發(fā)展，半導體安裝自表面安裝型方向轉(zhuǎn)變，安裝時的軟焊開裂成為大問題。為此，須開發(fā)高耐熱、低吸水性、低膨脹系數(shù)、低固化收縮的環(huán)氧樹脂。因此，大批新型高性能環(huán)氧樹脂被開發(fā)出來。它們中許多原料價廉易得，合成路線短，性能優(yōu)異而引起人們極大興趣，被稱為“明星環(huán)氧樹脂”，具有很好的前途。

羥甲基化的雙酚A二縮水甘油醚分子式如下：

合成反應分兩步

第一步，一克分子的雙酚A與二克分子的甲醛（37%的福爾馬林）在一克分子氫氧化鈉（30%的水溶液）存在下，于20~25℃相互反應生成二羥甲基化的雙酚A單鈉鹽。

第二步，上述的單鈉鹽與過量的環(huán)氧氯丙烷及堿（克分子比1∶5∶1.2）在60~65℃下反應， 即得產(chǎn)物。

羥甲基在苯核上的位置有可能不同。得到的環(huán)氧樹脂特性如下圖。

該樹脂在160~200℃條件下苯核上的羥甲基就能和環(huán)氧基相互反應，自行固化。這個反應在沒有加速劑存在時，一般反應進行的很慢，如果把對甲苯磺酸與三乙醇胺的中性鹽作為加速劑添加到樹脂里，在常溫下它并不改變樹脂的穩(wěn)定性，但在高溫反應時它卻是一種有效的加速劑。適宜用量為3%，在180℃24小時內(nèi)固化。

N，N'-二-(對羥基芐基)-乙二胺二縮水甘油醚結(jié)構(gòu)式如下：

該二縮水甘油醚結(jié)構(gòu)中含有仲胺基，是以過量的環(huán)氧氯丙烷與N，N'-二-(對羥基芐基)-乙二胺的鈉鹽反應來制備的。

將樹脂加熱到140~180℃溫度時，最初處于熔融狀態(tài)的樹脂就自行固化了。固化物對玻璃、金屬均具有良好的粘合性，富有彈性和耐稀酸作用。

環(huán)氧化四氫苯二甲酸酐結(jié)構(gòu)式：

該環(huán)氧化物系以四氫苯二甲酸酐為原料，丙酮作溶劑，用25.4%的過氧化醋酸在40℃40分鐘內(nèi)進行環(huán)氧化而得到的。

產(chǎn)物的純度為98.7%，精制品的熔點℃。用它制成的玻璃鋼，靜彎曲強度為5770~6025公斤/厘米。環(huán)氧化四氫苯二甲酸酐也可與雙酚A型環(huán)氧樹脂在一起混用。1

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

蒲富永 - 教授 - 西南大學