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双酚A型环氧树脂的合成

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2016-9-19     浏览次数:    

  合成原理

  双酚A型环氧树脂是由二酚基丙烷(双酚A)和环氧氯丙烷在碱性催化剂(通常用NaOH)作用下缩聚而成。其反应历程的说法不一,尚无定论,本书不作探讨。但是,大体上说来,在合成过程中主要的反应可能如下:
  (1)在碱催化下,双酚A的羟基与环氧氯丙烷的环氧基反应,生成端基为氯化羟基的化合物-开环反应。
  (2)氯化羟基与NaOH反应,脱HCl再形成环氧基-闭环反应。
  (3)新生成的环氧基与双酚A的羟基反应生成端羟基化合物-开环反应。
  (4)端羟基化合物与环氧氯丙烷反应生成端氯化羟基化合物-开环反应。
  (5)生成的氯化羟基与NaOH反应,脱HCl再生成环氧基-闭环反应。
  在环氧氯丙烷过量情况下,继续不断地进行上述开环-开环-闭环反应,最终即可得到二端基为环氧基的双酚A型环氧树脂。
  上述反应是缩聚过程中的主要反应。此外还可能有一些不希望有的副反应,如环氧基的水解反映、文化反应、酚羟基与环氧基的反常加成反应等。若能严格控制合适的反应条件(如投料配比,NaOH用量、浓度及投料方式,反应温度,加料顺序、含水量等),即可将副反应控制到最低限度。从而能获得预定相对分子质量的、端基为环氧基的线型环氧树脂。    
  调节双酚A和环氧氯丙烷的用量比,可以制得平均相对分子质量不同的环氧树脂。按照平均相对分子质量的大小可将双酚A型环氧树脂分为:
  液态双酚A型环氧树脂(低相对分子质量环氧树脂、软树脂)。平均相对分子质量较低,平均聚合度n=0~1.8。当n=0~l时,室温下为液体,如EP0144l-310(E-51),EP0l451-310(E-44),EP01551-310(E-42)等。当n=1~1.8时为半固体,软化点<55℃,如E-3l。
  固态双酚A型环氧树脂。平均相对分子质量较高。n=1.8~19。当n=1.8~5时为中等相对分子质量环氧树脂。软化点为55~95℃。如EP0l661-310(E-20),EP01617-310(E-12)等。当n>5时为高相对分子质量环氧树脂。软化点>100℃。如EP0l68l-410(E-06),EP0l69l-410(E-03)等。
  通常环氧树脂的n=0~19,其相对分子质量<6000,为低聚物。若n>100,就具有高聚物的性能。这样的树脂专门命名为苯氧基树脂(phenoxyesin),以区别于一般的环氧树脂。苯氧基树脂的相对分子质量较大,通常为3~4万,环氧基含量非常少。实际上它是一种热塑性高聚物,其最终的使用性能没有必要通过环氧基的固化来提供。然而它含有大量仲羟基,可用作化学改性点和交联点。例如可与异氰酸酯或三聚氰胺—甲醛树脂进行反应。
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