改性木质素合成环氧树脂的研究
❶ 氧化处理对c/c复合材料的力学性能有何影响
有哪些主要因素影响环氧树脂质量复合材料由于质量轻且具有比一般金属材料高的比强度、比模量,热固性树脂特别是环氧树脂通常用作复合材料基体树脂,对基体树脂进行增韧改性是提高复合材料的性能的关键措施之一。上世纪80年代初首次报道用Ulteml000R聚醚酰亚胺(PEI)改性环氧树脂的研究:李善君等合成了一系列与环氧树脂具有良好相容性的结构新颖的可溶性聚醚酰亚胺PEI,在EPOn-828和TGD-DM环氧树脂体系中取得了非常优异的增韧效果,材料断裂能提高5倍、模量和玻璃化温度维持不变。那么聚醚酰亚胺到底如何影响环氧树脂性能?专家从化学结构和使用数量2个方面进行了介绍。
❷ 有哪些主要因素影响环氧树脂质量
有哪些主要因素影响环氧树脂质量
复合材料由于质量轻且具有比一般金属材料高的比强度、比模量,热固性树脂特别是环氧树脂通常用作复合材料基体树脂,对基体树脂进行增韧改性是提高复合材料的性能的关键措施之一。上世纪80年代初首次报道用Ulteml000R聚醚酰亚胺(PEI)改性环氧树脂的研究:李善君等合成了一系列与环氧树脂具有良好相容性的结构新颖的可溶性聚醚酰亚胺PEI,在EPOn-828和TGD-DM环氧树脂体系中取得了非常优异的增韧效果,材料断裂能提高5倍、模量和玻璃化温度维持不变。那么聚醚酰亚胺到底如何影响环氧树脂性能?专家从化学结构和使用数量2个方面进行了介绍。
❸ 怎么合成环氧树脂
合成环氧树脂;
溴化环氧树脂的合成二步法,第一步以双酚A和环氧氯丙烷作原专材,属在催化剂作用下合成低分子量环氧树脂;第二步以一定比例的低分子量环氧树脂和四溴双酚A作原材,加入催化剂经加热反应、扩链制成溴化环氧树脂。这种传统的“单峰”型环氧树脂相对分子质量较单一,使用上有一定困难。目前趋向于使用“双峰”型的环氧树脂,即将相对分子质量高的和低的两种环氧树脂进行混合,其做法是在制成的高相对分子质量树脂中,趁热加入溶剂(丙酮或丁酮),溶解均匀后添加一定比例的低相对分子质量环氧树脂,配成所谓“双峰”型的环氧树脂。
环氧树脂的生产
1、主要单体和原料
制造环氧树脂的单体和原料来自4个方面。
(1) 能导入环氧基的化合物,主要是环氧氯丙烷、甲基环氧氯丙烷、环氧丙醇。
(2) 能形成环氧基的化合物,主要是过氧化物、过氧化醋酸、过氧化氢。
(3) 含有两个或两个以上活泼氢的化合物或预聚物,包括多元醇、多元酚、多元羧酸、多元胺等。
(4) 含有两个或两个以上不饱和双键的化合物或预聚物,主要是丁二烯、丙烯醛,戊二烯、异戊二烯的预聚物和油脂。
其中双酚A和环氧氯丙烷是环氧树脂最主要的单体。
❹ 在环氧树脂胶中,固化剂是什么,加的比例是多少
1、固化剂又名硬化剂、熟化剂或变定剂,是一类增进或控制固化反应的物质或混合物。
树脂固化是经过缩合、闭环、加成或催化等化学反应,使热固性树脂发生不可逆的变化过程,固化是通过添加固化(交联)剂来完成的。固化剂是必不可少的添加物,无论是作粘接剂、涂料、浇注料都需添加固化剂,否则环氧树脂不能固化。 固化剂的品种对固化物的力学性能、耐热性、耐水性、耐腐蚀性等都有很大影响。
2、固化剂加的比例需通过计算确定
固化剂用量计算方法:
(1)胺类作交联剂时按下式计算:
胺类用量=MG/Hn
式中:M=胺分子量;Hn=含活泼氢数目;;G=环氧值(每100克环氧树脂中所含的环氧当量数)
(2)用酸酐类作交联剂时按下式计算:
酸酐用量=MG(0.6~1)/100
式中:M=酸酐分子量;G=环氧值(0.6~1)为实验系数
(4)改性木质素合成环氧树脂的研究扩展阅读:
固化剂分类
固化剂按用途可分为常温固化剂和加热固化剂。环氧树脂高温固化时一般性能优良,但是在土木建筑中使用的涂料和粘接剂等由于加热困难,需要常温固化,所以大都使用脂肪胺、脂环映以及聚酰胺等,尤其是冬季使用的涂料和粘接剂不得不与多异氰酸酯并用,或使用具有恶臭气味的聚琉醇类。
至于中温固化剂和高温固化剂,则要以被着体的耐热性以及固化物的耐热性、粘接性和耐药品性等为基准来选择。选择重点为多胺和酸酐。由于酸酐固化物具有优良的电性能,所以广泛用于电子、电器等领域。
脂肪族多胺固化物粘接性以及耐碱、耐水性比较好。芳香族多胺在耐药品性方面也是优良的。由于氨基的氮元素与金属形成氢键,因而具有优良的防锈效果。胺质量浓度愈高,防锈效果愈好。酸酐固化剂和环氧树脂形成酯键,对有机酸和无机酸显示了高的抵抗力,电性能一般也超过了多胺。
网络-固化剂
网络-环氧树脂
❺ 水溶性的双马来酰亚胺树脂有什么用途
可以用作天然橡胶的交联剂,可以采用DCP+双马+DTDM+DM的硫化体系或者DCP+双马+N-亚硝基二苯胺的硫化体系,主要是耐热,抗返原。
❻ 环氧树脂的几种合成方法介绍
】一.有机过氧酸及其衍生物的环氧化法 1909年,Nilolaus Prilezhaev发现过氧乙酸能环氧化各种双键,不管是链端双键还是链中双键,而且能环氧化脂肪环上的双键。 此后的研究表明,有机过氧酸是一种非常有效的环氧化剂,它和烯烃的环氯化过程是静电加成。烯烃结构、过氧酸结构、反应介质和温度影响环氧化反应的速率,催化剂对反应没有影响。其中带吸电基团的烯烃,如羟基会降低反应速率;反之,带供电基团的,如烃基会加速反应。 过氧乙酸因结构简单、易制备、价格便宜而得到广泛使用。根据脂环族环氧树脂制备反应过程中是否分离末反应完全的有机过氧酸,制各方法又可以分为原地环氧化法和分离环氧化法二种。 1.原地环氧化法 原地环氧化法是指合成有机过氧酸和烯烃的环氧化反应在同一体系中进行,这样生成的有机过氧酸立即和烯烃反应,没有过氧酸富集的过程。例如,乙酸先和含烯链的化合物混合,再向体系中加入双氧水,乙酸和双氧水反应生成过氧乙酸立即和含烯键的底物环氧化,从而得到产物。此方法的特点是工艺简单,设备投资少,而且不存在过氧化物富集产生的安全隐患。 2.分离环氧化法 分离环氧化法和原地环氧化法不同,它是指合成有机过氧酸和环氧化过程分离。这种方法的特点是两个过程分离,有利于对两个过程分别检测控制,因而适合工业化大生产。美国UCC公司和上海石油化工总厂都用此方法生产环氧树脂。 二.卤醇及其衍生物的环氧化法 最常见的卤醇是次氯酸H0-C1+,它的环氧化的机理见反应式2。反应机理可以推广到溴和碘.先是亲电的卤正离于进攻烯键,形成卤翁离子,然后亲核基团从背后进攻卤翁正离子,这个亲核基团可能是0H-、H20,然后在碱的作用下,氧负子背后进攻和卤相连的碳原子,卤负离子离去形成环氧基。反应中亲核基团还可能是卤负离子,这样就会形成副产双卤分子。从以上机理可以看出,反应有两个背后进攻的立体化学过程,这样产物就可以保持原料的立体构型,这是一些有机合成者对该环氧化法感兴趣的原因。目前,国内主要用次氯酸法生产环氧丙烷。 80年代出现金属卟啉化合物催化用次氯酸钠做环氧化剂的环氧化反应,它的特点是反应过程从原来的两步缩减到一步,而且金属卟琳化合物催化活性很高,反应体系简单,常温即可。 三.双氧水法 这种合成方法是以双氧水做氧化剂,主要用来环氧化一些带羟基的脂环族烯烃.反应的关键是需要高活性催化剂。五六十年代,三氧化钨作为此反应的催化剂曾经占有一定地位。目前.出现了众多新型的催化剂,它们通常带有金属离子.如Ti4+、V4+、Cr3+。其中效果较好的是Ti/Si02促化剂、它可以在低温下催化氧化分子量较小的分子。 四.无机氧化剂法 常见的氧化剂有氧气、臭氧、铬酸和高锰酸钾等,其中氧气作为最廉价的氧化剂一直是氧化还原反应中倍受青睐的原料。但到目前为止它不能作为普通的直接的环氧化剂,仅出现在一些特殊的环氧化反应中,如含有共轭双健的α-蒎烯和氧气发生[2+ 4]环化反应,再经过重排得双环氧化合物 (方程式3)。重排过程是这个反应的关镀,既可以是再加热状态下自发的热力学重排,也可以是光诱导重排,还可以用钴催化重排。还有,银催化氧气环氧化方法只用于合成环氧乙烷,它对长链烯烃无效(环氧丙烷也不是用这种方法生产),也不能环氧化脂环族烯烃。铬酸和高锰酸钾是传统的氧化剂,如果控制好反应条件,也可以用于环氧化反应。五.仿生法 卟啉铁作为血细胞中的活性物质,对氧气有非常高的活性。因此,人们受到启发,使用金屑叶琳催化环氧化反应。1979年, Groves最先用金属卟啉模仿生物体系催化环氧化烯烃。
❼ 关于环氧树脂制备的问题有没有实验方法能够合成无色透明的液态环氧树脂胶黏剂要求实验室条件下完成
你是要合成环氧还是要制备胶黏剂啊?看你的要求应该是制备环氧树脂胶黏剂,不用合成,就简单的与固化剂混合就可以,选用脂肪胺类的室温固化剂,尽量少加填料,一般都是透明的。固化时间可以用催化剂调整,不过要注意使用时间,要在可使用时间内用完。
❽ 影响环氧树脂TG值的主要因素有哪些
复合材料由于质量轻且具有比一般金属材料高的比强度、比模量,热固性树脂特别是环氧树脂通常用作复合材料基体树脂,对基体树脂进行增韧改性是提高复合材料的性能的关键措施之一。上世纪80年代初首次报道用Ulteml000R聚醚酰亚胺(PEI)改性环氧树脂的研究:李善君等合成了一系列与环氧树脂具有良好相容性的结构新颖的可溶性聚醚酰亚胺PEI,在EPOn-828和TGD-DM环氧树脂体系中取得了非常优异的增韧效果,材料断裂能提高5倍、模量和玻璃化温度维持不变。那么聚醚酰亚胺到底如何影响环氧树脂性能?专家从化学结构和使用数量2个方面进行了介绍。
关于聚醚酰亚胺化学结构的影响,专家以4种不同主链结构的聚醚酰亚胺改性了4,4’-二氨基二苯甲烷四缩水甘油醚环氧树脂(TG-DDM,环氧值为0.66)和4,4’-二氨基二苯砜(DDS)固化体系,双酚A二醚酐(BISA-DA)与4种不同结构的二胺合成聚醚酰亚胺。观察以20%聚醚酰亚胺(PEI)与TGDDM/DDS(40%)共混物在150%固化5 h后导致共混物呈现不同的相结构,结果TGDDM/PID共混物的断裂面如有褶皱的丝绸(A),经CH2Cl2刻蚀也未发现两相结构,表明共混物在固化反应过程中并未发生相分离;TGDDM/PIM共混物显示PIM粒子分散在环氧树脂连续相中(B);而PIP改性的环氧树脂为双连续结构,深色的环氧富集相中有PIP的粒子分散其中,浅色的聚醚酰亚胺富集相是相反转结构(C);TGDDM/PIB共混物为相反转结构(D),环氧形成粒子被聚醚酰亚胺的连续相所包围。上述结果表明,聚醚酰亚胺的主链结构对改性体系相结构有显著影响,PIP改性TGDDM体系具有双连续相结构。
聚醚酰亚胺用量不仅对改性体系相结构有影响,且对其力学性能有显著影响。以PIM聚醚酰亚胺改性双马来酰亚胺BMI/DBA为例(BMI是4,4’-双马来酰亚胺基二苯甲烷,DBA是0,0’-二烯丙基双酚A),专家了聚醚酰亚胺用量,对PIM/BMI改性体系相结构的影响和对改性材料力学性能的影响。加入5%PIM后改性体系的断裂能较纯双马树脂有所升高,加入10%及15%PIM的改性体系断裂能有显著的增大。在PIM 15%改性体系断裂能增大了2倍多,而改性材料弯曲模量略有下降。可见聚醚酰亚胺用量的增大有利于材料韧性的升高。改性双马树脂体系的相结构随聚醚酰亚胺用量而变化,5%时所得为PIM分散粒子相结构,10%时形成双连续相结构,15%以上导致相反转,聚醚酰亚胺作为连续相和力学强度支撑相,有利于力学性能的大幅度提高,使断裂韧性得以提高。
❾ 水性聚氨酯的产品技术分析
大多数水性PU主要是由自乳化法制备,以含亲水性基团的PU为主要固化成分,涂膜干燥时若亲水成分不能有效的进入交联网络中,干燥形成的涂膜遇水易溶胀。另外其缺少像双组分溶剂型PU涂膜所能得到的交联密度和高相对分子质量,因而这些水分散体涂膜的耐水性、耐溶剂性、耐热性和光泽性较差,严重地限制了其使用的范围。因此,常采用提高涂膜的交联密度来改善乳液涂膜的耐水性。常用的交联方法有两种:一种是在合成PU预聚物时,加入官能度大于2的多羟基化合物,直接生成交联PU预聚物,将上述预聚物很好地分散在水中,并扩链形成大分子,最后形成乳液。
这种方法也叫前交联法,缺点是易使预聚物黏度增大,较难分散在水中,影响乳液的稳定性。新型交联剂和多官能团扩链剂的筛选与合成的研究相当活跃,已成为提高水性PU物理机械性能和耐水性能的主要途径之一。另一种方法为外交联法,采用带羧的阴离子PU乳液进行交联,交联反应发生在PU分子的羧基上,有氮丙啶、碳化亚胺以及金属盐类化合物,在室温条件下进行交联。这类交联剂一般在使用PU乳液时加入,因其交联反应速率很快,短时间内产生凝胶而破乳。外交联法可成功解决PU乳液涂膜的亲水性问题,但因外加交联剂,组成双组分涂饰剂给施工带来不便,此方法使用较少。 国内外对水性聚氨酯的研究都聚焦在对其改性使其功能化,通过改性增加材料的耐水性、耐溶剂性等性能指标。改性主要通过物理和化学两种手段,通过接枝、嵌段、内、外交联其它聚合物材料,共混或形成互穿聚合物网络等方法进行改性。常用的改性有以下几种:
1 丙烯酸酯改性聚丙烯酸酯类产品优点在于耐候、耐水、耐溶剂、保光性比聚氨酯树脂突出,在物理机械性能、弹性及粘接性能等方面又逊色于聚氨酯树脂。因此两者具有很好的互补性。将丙烯酸酯用于水性聚氨酯乳液的改性,是聚氨酯的发展趋势之一。较为流行的有共混交联反应法、乳液共聚法和复合乳液聚合法。
复合乳液聚合法有两种工艺:
⑴互穿聚合网络(Interpentrating Polymer Network)。体系中至少有一组分为交联结构,在分子水平上发生作用,如以丙烯酸酯单体作为合成聚氨酯预聚体的有机溶剂,然后再在聚氨酯乳液中进行聚合即制得丙烯酸酯改性聚氨酯的互穿网络型乳液。
⑵在水性聚氨酯乳液中加入丙烯酸酯不饱和单体进行自由基聚合, 形成所谓核-壳型丙烯酸酯改性水性聚氨酯的复合乳液。陈义芳采用丙烯酸酯单体作为聚氨酯溶剂制得IPN 结构的丙烯酸酯改性的聚氨酯乳液,研究表明其涂膜具有良好的耐水性及耐污染性。杨建文等将具有羟基侧基的丙烯酸树脂与含有残留异氰酸酯基的聚氨酯丙烯酸酯进行接枝反应,经胺中和后,用水分散形成自乳化水性体系。研究表明当接枝树脂中聚氨酯含量在30%~50%时,光固化涂层具有较好的硬度、耐溶剂性和耐水性。
2 有机硅改性有机硅化合物属于半有机、半无机结构的高分子化合物具有耐热、耐水性、耐候性及透气性,其中两个最显著的特点是耐氧化性和低表面能, 有机硅聚合物还能赋予涂层杰出的柔顺性和爽滑丝绸感;因表面能差异而存在微相分离的Si-O-Si 分子链会迁移到膜的表面提高涂膜的综合性能。
对含有氨基的有机硅改性主要有两种方法:
⑴在合成预聚体的过程中将含有氨基的有机硅引入聚氨酯链段中,由于氨基突出的反应活性以及有机硅与聚氨酯溶解度的差异, 所以聚合反应都需在溶剂下进行,这样不仅溶剂抽提困难,还会造成环境污染,使它们的应用受到限制。
⑵在预聚体乳化的过程中扩链引入含有氨基的有机硅。研究表明,硅氧烷在胶膜表面富集,对聚氨酯材料有明显的表面改性作用,且胶膜耐水性提高。卿宁等用有机硅化合物对水性聚氨酯进行改性,通过红外和核磁等手段证明有机硅链段成功接在水性聚氨酯链段上;有机硅化合物用量增大,乳胶膜吸水率降低,表面接触角增大,使膜的耐水性、稳定性、柔韧性、耐老化性能得到了显著提高。
3 环氧树脂改性环氧树脂结构中含有羟基,该化合物具有粘结能力强,模量和强度高和热稳定性好等特性。与水性聚氨酯可直接发生合成反应。环氧树脂改性可以改善聚氨酯的耐水、耐溶剂、耐热蠕变性及抗张强度,同时可以增加树脂对基材的剥离强度。在改性反应中将支化点引入聚氨酯主链,使得主链部分形成网状结构,该反应中既有环氧基和羟基参与反应,也存在氨基甲酸酯与环氧基的开环反应。改性聚氨酯乳液外观随着环氧树脂环氧值降低,从半透明变化到不透明,改性聚氨酯乳液的薄膜硬度和拉伸强度增大,贮存稳定性和断裂伸长率下降,乳胶膜耐水性增强。因为环氧值降低,分子量增大,羧基含量增大,导致水性聚氨酯的交联结构和水性聚氨酯分子链上刚性苯环的含量增大, 乳胶膜的硬度、拉伸强度和耐水性得到提高,同时降低了乳胶膜的弹性和断裂伸长率。环氧树脂分子量增大后,导致质量增大,在同等情况下聚氨酯的亲水性、水性聚氨酯乳液的透明度和贮存稳定性都降低。郭俊杰等合成了用于粘结复合薄膜的环氧树脂改性水性聚氨酯胶粘剂,改性后的胶粘剂对多种复合薄膜都表现出较强的粘结性能,剥离强度进一步提高,外观、贮存稳定性良好。且固体质量分数下降30%后仍然具有较强的粘结性能。
4 交联改性交联改性是将线形的聚氨酯大分子通过化学键的形式将其接合在一起,制得具有网状结构的聚氨酯树脂。经过交联改性后的水性聚氨酯涂膜具有良好的耐水性、耐溶剂及力学性能。成熟的交联改性技术制得的水性聚氨酯在很多性能上达到甚至超过溶剂型聚氨酯树脂。交联改性根据交联方法的不同可分为内交联法和外交联法。内交联法制得的聚氨酯乳液是单组分体系,外交联法制得的聚氨酯乳液双组分体系。在内交联法反应体系里面,内交联剂乳液体系中的其它组分与内交联剂能共存且保持稳定。交联时不论采用哪种交联方式,都要严格控制交联剂的用量。虽然随着交联剂用量的增加,膜的拉伸强度、耐水性、耐溶剂性均增大,但是用量过大,会使膜的伸长率下降太多,同时会使乳液颗粒粒径变大,成膜时融合性差,反而使膜的强度下降。
5 纳米改性纳米材料是指组成相或晶粒结构中至少有一维的尺寸在100 nm 以下的材料。由于纳米材料与高聚物分子间的界面面积非常大,加之纳米材料的上述相关性质, 二者界面存在很大的相互作用,具有很好的粘结性能,较好的消除了无机材料与有机聚合物间的热膨胀系数不匹配的现象,使二者能够较容易的结合在一起而成为具有优异性能的复合材料,如:强大的表面结合能;与聚合物复合后所具有的强粘结性;改善流动性,提高表面硬度和耐磨性。
6 其他改性方法利用天然高分子(如木质素、淀粉、树皮等)以及脂肪族聚酯来改性或合成可生物降解聚氨酯,利用氯丙树脂改性合成聚氨酯等以及三元复合体系,制得的新型聚氨酯材料具有高应力、高硬度和低应变的性能,其物理机械性能优于聚醚三元醇作羟基组分合成的聚氨酯材料。
❿ 环氧树脂的两种合成方法是什么
环氧树脂的合成复对于专业的化工人制员,一定要有所了解,下面我们就来详细的介绍一下环氧树脂的两种合成方法:
环氧树脂的合成主要有两类方法:
(1)多元酚、多元醇、多元酸或多元胺等含活泼氢原子的化合物与环氧氯丙烷等含环氧基的化合物经缩聚而得。
(2)链状或环状双烯类化合物的双键与过氧酸经环氧化而成。