環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂及不飽和聚酯樹脂被稱為三大通用型熱固性樹脂。它們是熱固性樹脂頂用量最大、應(yīng)用最廣的品種。環(huán)氧樹脂中含有獨(dú)特的環(huán)氧基,以及輕基、醚鍵等活性基團(tuán)和極性基團(tuán),因而具有很多優(yōu)異的機(jī)能。與其他熱固性樹脂比擬較,環(huán)氧樹脂的種類和牌號最多,機(jī)能各異。環(huán)氧樹脂固化劑的種類更多,再加上眾多的促進(jìn)劑、改性劑、添加劑等,可以進(jìn)行多種多樣的組合和組配。從而能獲得各種各樣機(jī)能優(yōu)異的、各具特色的環(huán)氧固化體系和固化物。幾乎能適應(yīng)和知足各種不同使用機(jī)能和工藝機(jī)能的要求。這是其他熱固性樹脂所無法比擬的。
1、環(huán)氧樹脂及其固化物的機(jī)能特點(diǎn)
(1)力學(xué)機(jī)能高。環(huán)氧樹脂具有很強(qiáng)的內(nèi)聚力,分子結(jié)構(gòu)致密,所以它的力學(xué)機(jī)能高于酚醛樹脂和不飽和聚酯等通用型熱固性樹脂。
(2)粘接機(jī)能優(yōu)異。環(huán)氧樹脂固化體系中活性極大的環(huán)氧基、羥基以及醚鍵、胺鍵、酯鍵等極性團(tuán)體賦予環(huán)氧固化物以極高的粘接強(qiáng)度。再加上它有很高的內(nèi)聚強(qiáng)度等力學(xué)機(jī)能,因此它的粘接機(jī)能特別強(qiáng),可用作結(jié)構(gòu)膠。
(3)固化收縮率小。一般為1%~2%。是熱固性樹脂中固化收縮率最小的品種之一(酚醛樹脂為8%~10%;不飽和聚酯樹脂為4%~6%;有機(jī)硅樹脂為4%~8%)。線脹系數(shù)也很小,一般為6×10-5/℃。所以其產(chǎn)品尺寸不亂,內(nèi)應(yīng)力小,不易開裂。
(4)工藝性好。環(huán)氧樹脂固化時(shí)基本上不產(chǎn)生低分子揮發(fā)物,所以可低壓成型或接觸壓成型。配方設(shè)計(jì)的靈活性很大,可設(shè)計(jì)出適合各種工藝性要求的配方。
(5)電機(jī)能好。是熱固性樹脂中介電機(jī)能最好的品種之一。
(6)不亂性好。分歧堿、鹽等雜質(zhì)的環(huán)氧樹脂不易變質(zhì)。只要貯存得當(dāng)(密封、不受潮、不遇高溫),其貯存期為1年。超期后若檢修合格仍可使用。環(huán)氧固化物具有優(yōu)良的化學(xué)不亂性。其耐堿、酸、鹽等多種介質(zhì)侵蝕的機(jī)能優(yōu)于不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂等熱固性樹脂。
(7)環(huán)氧固化物的耐熱性一般為80~100℃。環(huán)氧樹脂的耐熱品種可達(dá)200℃或更高。
(8)在熱臥性樹脂中,環(huán)氧樹脂及其固化物的綜合機(jī)能最好。
2、環(huán)氧樹脂的應(yīng)用特點(diǎn)
(1)具有極大的配方設(shè)計(jì)靈活性和多樣性。能按不同的使用機(jī)能和工藝機(jī)能要求,設(shè)計(jì)出針對性很強(qiáng)的最佳配方。這是環(huán)氧樹脂應(yīng)用中的一大特點(diǎn)和長處。但是每個(gè)最佳配方都有一定的合用范圍(前提),不是在任何工藝前提和任意使用前提下都宜采用。也就是說沒有“萬能”的最佳配方。必需根據(jù)不同的前提,設(shè)計(jì)出不同的最佳配方。因?yàn)椴煌浞降沫h(huán)氧樹脂固化體系的固化原理不完全相同,所以環(huán)氧樹脂的固化歷程,即固化工藝前提對環(huán)氧固化物的結(jié)構(gòu)和機(jī)能影響極大。相同的配方在不同的固化工藝前提下所得產(chǎn)品的機(jī)能會(huì)有非常的大的差別。所以準(zhǔn)確地作出最佳材料配方設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)是環(huán)氧樹脂應(yīng)用技術(shù)的樞紐,也是技術(shù)秘要所在。要能出產(chǎn)和開發(fā)出自己所需機(jī)能的環(huán)氧材料,就必需設(shè)計(jì)出相應(yīng)的專用配方及其成型工藝前提。因此,就必需深入了解和把握環(huán)氧樹脂及其固化劑、改性劑等的結(jié)構(gòu)與機(jī)能、它們之間的反應(yīng)機(jī)理以及對環(huán)氧固化物結(jié)構(gòu)及機(jī)能的影響。這樣才能在材料配方設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)中得心應(yīng)手,運(yùn)用自如,取得最佳方案,出產(chǎn)和開發(fā)出機(jī)能最佳、本錢最低的環(huán)氧材料和制品。
(2)不同的環(huán)氧樹脂固化體系分別能在低溫、室溫、中溫或高溫固化,能在濕潤表面甚至在水中固化,能快速固化、也能緩慢固化,所以它對施工和制造工藝要求的適應(yīng)性很強(qiáng)。環(huán)氧樹脂可低壓成型或接觸壓成型,因此可降低對成型設(shè)備和模具的要求,減少投資,降低本錢。
(3)在三大通用型熱固性樹脂中,環(huán)氧樹脂的價(jià)格偏高,從而在應(yīng)用上受到一定的影響。但是,因?yàn)樗臋C(jī)能優(yōu)異,所以主要用于對使用機(jī)能要求高的場合,尤其是對綜合機(jī)能要求高的領(lǐng)域。