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| 環氧樹脂應用技術開發動向 |
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| 2004-4-30 中國樹脂網 |
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環氧樹脂應用技術開發動向
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環氧樹脂技術開發動向向高性能化、高附加值發展，重視環境保護和生產的安全性。特殊結構環氧樹脂和助劑產品向著精細化、功能化、能在特殊環境下固化發展。固化產物具有高韌性、高強度、耐輻照、耐高低溫方向發展。由此特種樹脂、固化劑、稀釋劑的品種將會有更大發展，形成多品種小批量的生產格局。隨著高分子物理學近期的發展，品種的發展已集中于采用化學或非化學合成的方法，通過共混、合金的手段來制得環氧—橡膠、環氧—熱塑性塑料、各種有機無機的填充料復合物以及環氧樹脂基無機納米復合材料。
①、涂料
環氧涂料的發展趨勢是降低話染、提高質量和安全性、開拓功能住。重點開發罐用涂料t防腐涂料、功能性涂料和環保型涂料及其推廣應用。特別是其中水性環氧體系的品種開發和質量提高，將會在汽車工業(如電泳涂料)、家電行業、食品行業(如罐用涂料)、化學工業(如防腐涂料)、建筑行業(如地坪涂料、建筑膠黏劑、環氧砂漿及混凝土)等應用領域獲得突破性進展。
②、電子材料
隨著電子設備向小型化、輕量化、高性能化和高功能化的發展，電子器件也相應向高集成化、薄型化、多層化方向發展，因此要求提高環氧封裝材料和覆銅扳的耐熱性、介電性能和韌性，降低吸水性和內應力。當前開發的重點是高純度、高耐熱性、低吸水性和高韌性的環氧樹脂和固化劑。例如在環氧樹脂和固化劑中引入案、雙環戊二烯、聯苯、聯苯醚、芴等骨架可大大提高環氧固化物的耐部件和電性能，降低明水率。此外、開演陰燃環氣體系的研究開發也引起園內外的極大關注。
③、高性能環氧復合材料
高性能環氧復合材料的研究重點是提高耐濕熱性、沖擊后壓縮強度及層間力學性能。為了提高耐濕熱性，正如同環氧電子材料那樣，可向環氧樹脂和固化劑中引入荼、雙環戊二烯、聯苯、聯苯醚、苗等骨架。為了提高沖擊后壓縮強度和居間力學性能，可采用提高環氧固化物斷裂韌性的方法，通常是在環氧樹脂中加入橡膠或耐熱性熱塑性樹脂，形成海島結構或互穿網絡結構的多相體系。
④、防火性環氧材料
惡性火災的不斷發生使人們逐漸認識到材料僅具有阻燃性還遠遠不能達到防止火災的目的。對飛機材料率先提出應具有防火性要求，即具有難燃(阻燃)、少煙、低毒(產生的氣體毒性小)、低熱釋放率等性能要求。防火性環氧材料的研制開發，不僅對航空、航天，而且對車輛、船舶、家電、高層及公共場所建筑等領域都具有極大的重要性。
⑤、液晶環氧樹脂
液晶環氧樹脂是一種高度分子有序、深度分子交聯的聚合物網絡，它融合了液晶有序與網絡交聯的優點，與普通環氧樹脂相比，其耐熱性、耐水性和耐沖擊性都大為改善，可以用來制備高性能復合材料；同時，液晶環氧樹脂在取向方向上線膨脹系數小，而且其介電強度高、介電損耗小，可以使用在高性能要求的電子封裝領域，是一種具有美好應用前景的結構和功能材料，受到國內外的重視。
液晶環氧樹脂的研究開始較晚，尚不成熟。從理論角度而言，固化工藝對固化過程中體系有序度的影響是值得深入研究的一個問題。初始反應體系的相態可以影響反應速度，而反應速度的快慢也影響到固化樹脂的有序度，需要有確切的有序度和交聯度的數據，目前尚未解決。從性能研究和開發角度而言，尚未有系統地表征液晶環氧樹脂力學和電性能的報道，同時，利用液晶環氧樹脂對普通環氧樹脂進行改性是實現環氧樹脂高性能化的一個可行途徑，具有重要的應用價值。
⑥、環氧樹脂無機納米復合材料[13]
納米材料和納米復合材料是近20年來迅速發展起來的一種新型高性能材料，是當今新材料研究中活力最大、對未來經濟和科技發展有十分重要影響的領域。日本把它列為材料科學四大研究任務之一，美國“星球大戰”、歐洲“尤里卡”計劃均將它列為重點項目，我國在攀登計劃中也設立了納米材料學科組。納米材料是一種超細粒子材料，其粒徑為1一l00mm。因此，它的比表面積很大，表面能很高，表面原子嚴重配位不足，具有很強的表面活性和超強吸附能力。并具有常規材料所不具有的特殊性能，如體積效應、量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應和介電限域效應等。從而使納米材料具有微波吸收性能、高表面活性、強氧化性、超順磁性等，以及特殊的光學性質、催化性質、光催化性質、光電化學性質、化學反應性質、化學反應動力學性質及特殊的物理機械性質。納米材料的應用將是傳統材料，尤其是功能材料的一次革命。納米材料用于復合材料中也將使復合材料的發展產生難以預料的巨大變化。納米復合材料(nanocomposite)可分為兩大類，一類是由金屬／陶瓷、金屬/金屬、陶瓷／陶瓷組成的無機納米復合材料；另一類是由聚合物/無機、聚合物/聚合物組成的聚合物納米復合材料。聚合物納米復合材料的研究起步較晚，但近2—3年發展相當迅速。用于環氧樹脂納米復合材料的無機納米材料有Si02、Ti02、Al2o3、Caco3、ZnO、黏土等。初步研究結果表明，納米材料能大大提高環氧復合材料的力學性能、耐熱性、韌性、抗劃痕能力等性能，能同時達到提高耐熱性和韌性的效果。當前環氧納米復合材料的研究重點是納米材料在基體中均勻分散的方法；復合方法、復合效應、復合規律和復合機理的研究；環氧納米復合材料的應用研究。納米材料和技術為環氧涂料、膠粘劑、電子材料、塑料、復合材料和功能材料的發展增添了高科技含量，開辟了一條新的途徑，必將使環氧材料的發展和應用產生巨大的變化。
⑦、蔗糖基環氧單體和環氧化合物
兩組蔗糖基環氧單體，命名為環氧烯丙基蔗糖(EAS)和環氧丁烯基蔗糖(ECS)，分別由辛烷氧基辛丙基蔗糖(OAS)和辛烷氧基丁烯基蔗糖(OCS)環氧化制備。合成和結構特性研究表明，新型環氧單體是結構同分異構體和非對稱異構體構成的混合物，每個蔗糖分子上含有各不相同數量的環氧基。EAS和ECS可制備成平均每個蔗糖分子含1至8個環氧基的環氧化合物。
二乙烯三胺（DETA）固化的蔗糖基環氧聚合物大約在320℃開始降解，它可粘接鋁材、玻璃和鋼材。相對搭接抗剪試驗（ASTMD1002 94）表明，DETA固化環氧烯丙基蔗糖，每個蔗糖分子平均3.2個環氧基團（EAS-3.2），其固化物與雙酚A二縮水甘油醚相比屬于彈性粘接，而DETA固化ECS-7.3性能比DGEBA和EAS-3.2都好。所有蔗糖基環氧都可以交聯固化且溶于水、二甲基甲酰胺、四氫呋喃、丙酮和二氯甲烷。 | |
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