高性能覆铜板的发展趋势及对环氧树脂性能的新需求
讨论、研究高性能覆铜板对它所用的环氧树脂的性能要求，应是立足整个产业链的角度去观察、分析。特别应从HDI多层板发展对高性能CCL有哪些主要性能需求上着手研究。HDI多层板有哪些发展特点，它的发展趋势如何——这都是我们所要研究的高性能CCL发展趋势和重点的基本依据。而HDI多层板的技术发展，又是由它的应用市场——终端电子产品的发展所驱动（见图1）。
图1 在HDI多层板产业链中各类产品对下游产品的性能需求关系图
1．HDI多层板发展特点对高性能覆铜板技术进步的影响
1.1 HDI多层板的问世，对传统PCB技术及其基板材料技术是一个严峻挑战
20世纪90年代初，出现新一代高密度互连（High Density Interconnection，简称为HDI）印制电路板——积层法多层板（Build—Up Multiplayer printed board，简称为BUM）的最早开发成果。它的问世是全世界几十年的印制电路板技术发展历程中的重大事件。积层法多层板即HDI多层板，至今仍是发
展HDI的PCB的最好、最普遍的产品形式。在HDI多层板之上，将最新PCB 尖端技术体现得淋漓尽致。
HDI多层板产品结构具有三大突出的特征：“微孔、细线、薄层化”。其中“微孔”是它的结构特点中核心与灵魂。因此，现又将这类HDI多层板称作为“微孔板”。
HDI多层板已经历了十几年的发展历程，但它在技术上仍充满着朝气蓬勃的活力，在市场上仍有着前程广阔的空间。
HDI多层板的出现，是对传统的PCB技术及其基板材料技术的一个严峻挑战。同时也改变着CCL产品研发的思维。它引领着当今CCL技术发展的趋向，作为当今CCL技术创新的主要“源动力”，推动着CCL技术的快速发展。
1.2 HDI多层板的定义及目前所能实现的最尖端指标
对HDI多层板的“入门” 了解，当然是应首先知道它是由哪些技术指标所描述、表征的。而这一方面，世界PCB业界内并无定论（即没有统一的规定）。引用国内有关专家的在此方面的论述（见《印制电路工艺技术》一书，第9章，李学明编写），他是这样定义HDI多层板的（即它基本需满足以下四个技术条件）：
（1）导通孔的孔径：≤100μm；连接盘径（孔环径）：≤250μm；
（2）导通孔的孔密度：≥ 60个孔/ 平方英寸（93万个孔/ m2）；
（3）导线宽/ 间距（L/S）：≤100μm/100μm；
（4）布线密度：≥ 117英寸/ 平方英寸（46cm/ cm2）。
2006年，HDI多层板在工业化大生产所能实现的尖端指标是：导线宽/ 间距（L/S）达到40μm/40μm；导通孔的孔径/ 连接盘直径实现75μm/200μm；
在现已大生产的HDI多层板中，已经出现每平方米面积内可存在微细导通孔数量大于150万个（导通孔的孔密度≥ 150万孔/ m2）的产品。
1.3 HDI多层板的技术发展特点
在对HDI多层板的定义及技术指标目前所能达到的现状有所了解后，我们应进一步研究它在技术发展上，与一般传统PCB有何不同之处。搞清这点，也为我们下一步研究它在技术发展中对其基板材料性能有哪些需求，找到了分析、判断的依据与切入点。
HDI多层板的技术发展，有着创新性、工艺法多样化、实用性强、与材料技术进步关系密切等特点。
（1）创新性
HDI多层板技术有着创新性的特点。一个产业领域的技术飞跃，只有在该领域的技术开发思想非常活跃的情况下才得以出现。而信息电子产品的薄、轻、小型化、高功能化、高速化的快速发展，“激活”了新一代PCB——HDI多层板（BUM）创新思想。它打破了原传统多层板在开发思维、产品形式、工艺方法、设备及材料运用等各种束缚，创造了崭新的设计思想、产品组成结构。
（2）多样化
HDI多层板工艺法具有多样化的特点。它一方面继承、发展了原有PCB的一些技术，另一方面又借鉴了其他领域的先进技术，特别是借鉴了半导体集成电路许多技术。HDI多层板工艺法至今仍有十几种工艺法在并存。尽管有的“老”HDI多层板工艺法在目前已不是主流工艺路线，但也不会在今后几年内就会消失，在未来一定时期仍能保留它的市场空间。由于HDI多层板的应用领域面广，任何的一、两种工艺法生产的HDI多层板都不可能覆盖所有的市场，甚至都不可能覆盖某个应用领域的市场。应用领域面广的客观事实，造就了各工艺法对一一应于各种应用领域、各自已形成产业链的下游厂家产
品，各自发展所对应的整机产品的市场。另一方面，HDI多层板的新工艺法，至今仍在不断推陈出新，推动着HDI多层板及其基板材料的不断进步。
因此，HDI多层板工艺法多样化特点，所带来的“整机产品——印制电路板——基板材料”生产链的关系，是以一种（或几种）工艺法为“连线”，把三者捆绑在一起，成为相对稳定的供应、合作链。又不断有其它PCB厂家创造出新的HDI多层板工艺法，去力图打破这一平衡，建立新的供应、合作链。
（3）强的实用性
HDI多层板技术有着很强的实用性。这种新型PCB技术之所以能够很快地“立住脚、普及快”，其中一个重要原因就是它具有很好的生产性。在“特性要求—生产性—成本性” 方面，三者达到了很好的统一。
（4）对材料依赖性强
HDI多层板与基板材料在技术上的发展，总是相辅相成、共同并进的。无论是各种HDI多层板工艺法的问世，还是它的品质、水平的提升，无不与它所用的基板材料在技术上的支持密切相关。甚至有时，它的基板材料技术进步起到了十分关键的推动重要作用。
1.4 HDI多层板技术发展特点对高性能覆铜板技术发展的影响
HDI多层板技术发展的特点，对它所用的高性能覆铜板技术发展，带来很大的影响。自HDI多层板问世以来，高性能覆铜板基本上是围绕着HDI多层板技术发展特点的更大发挥而在进步、在发展。它对高性能覆铜板技术发展的影响，主要表现在以下几方面：
（1）基板材料产品形式的多样化
十几年前，最早问世的HDI多层板就是以打破了多层板用基板材料传统产品形式为鲜明特点的。从此，HDI多层板用基板材料，就不再是传统的“树脂+玻纤布”产品形式的“一统天下”。产品形式的多种多样，赋予了基板材料技术创造的更大空间。像液态树脂充当绝缘层技术、绝缘薄膜形成技术、其它增强纤维（非玻璃纤维）复合技术、填充料应用技术、涂树脂铜箔技术、半固化片上附铜凸块技术、覆铜板薄型化技术等等都不断的涌现而出，并得到不断的发展。
从基板材料生产、研发者角度出发，更关注的是：基板材料今后有哪些产品形式更适应HDI多层板技术发展？
讨论此问题，应该首先抓住HDI多层板技术发展中的最核心东西——微孔加工技术发展规律。
微孔加工技术在众多项PCB技术所构成的HDI多层板技术中，是发展演变最活跃、最能带动整体技术向前推进的一项技术。各种工艺法的HDI多层板开发在选择所用各种基板材料时，都大有“顺微孔者昌，逆微孔者亡”劲头。例如，HDI多层板创立初期，传统的环氧-玻纤布基的基板材料，是典型的“逆微孔者”（不适宜CO2激光微孔加工性）而被多年拒之HDI多层板用基板材料的“门外”。只是它以后改造成“顺”其HDI多层板的微孔加工时，它才在HDI多层板用基板材料“圈中”得到应用和发展。也正因为有“顺微孔者昌，逆微孔者亡”的“门槛”，覆铜板及其原材料（包括铜箔、玻纤布、本体树脂）在“力图解脱拒之门外的困境”之中，而获得了相当多的技术进步。
未来多年内，在HDI多层板电路形成工艺中若采用减成法始终占为主流的情况下，薄型环氧—玻纤布基覆铜板及其半固化片，将是HDI多层板用基板材料的主要产品形式。近几年它在HDI多层板中得到越来越广泛的应用，在2000年时，它只占整个HDI多层板用基板材料市场总量的4%，而到2005年已迅速发展到占40.4%(见图2)。
图2 各种工艺法基板材料在整个HDI多层板市场所占比例的变化
薄型环氧—玻纤布基覆铜板及其半固化片之所以将被预测为它会成为HDI
多层板用基板材料发展的主流,是由于它具有制造成本低、生产工艺性好、性能均衡性好、对它改性的自由度大等优点。
（2）一类CCL产品的多品种化
HDI多层板的应用领域广泛，使不同的整机电子产品应用领域对所用的基板材料性能要求，有着不同的侧重面。这就造成在一类CCL产品中，根据对应的应用领域的不同，而衍生出在性能上略有突出重点差异的多个品种。世界一些著名大型CCL生产厂家，在一类高性能覆铜板中形成一个产品系列。在这个系列中有许多的品种，每个品种突出一、两个性能项目的指标值，以此来一一对应于所需的各种HDI多层板。例如，三菱瓦斯化学公司自90年代中期到2005年间应该一共推向市场三代7种封装基板用BT树脂-玻纤布基CCL品种。
（3）CCL产品的厂家特色化
HDI多层板用基板材料具有高技术含量、应用加工性突出的特点。这就更加适合于基板材料生产厂家发展本企业的特色化产品。打特色化产品的“王牌”，去争夺、坚守高性能CCL市场，已在近年成为一种潮流。高性能CCL产品的厂家特色化的发展，给世界高性能CCL的技术与市场带来以下几方面的变化：世界高性能CCL市场的“势力范围”划分得更加清晰明确。一些特色性CCL由于在技术上，长期被一、两个厂家所垄断。他们突出重点的、不断对其深入研究，不断的推进其技术水平，这样就形成了牢固的上、下游产业合作“联盟”，这些都使“后来”的竞争对手，若要抗衡它、替代它的市场变得更加困难。
日本多家大型CCL生产厂家在近一、两年间对本公司未来几年的CCL产品研发重点、突出生产发展的主导品种、新市场开拓的“主战场”，都作了新的战略意义的调整和规划。研究各厂家在此方面的新动向我们可以发现：各厂家都是依自身公司在技术、品种、市场等方面原保持的优势，实施发展本公司未来几年高性能CCL品牌产品的战略。在日本各厂家所发展高性能CCL 新品种及新市场上，既有共性之点，又有相互差异。其共同的特点在于：突出重点、发挥强项、发展自己特色性的CCL品种、提升高档CCL品牌产品的生产比率。他们在发展自己特色性高性能CCL又往前迈了一大步。
（4）追求CCL性能的均衡化
纵观HDI多层板的发展历史，总是把那些在CCL性能均衡化方面表现不佳者淘汰出局（或者逐渐淡出市场）。这种“大浪淘沙”的态势，在HDI多层板配套的基板材料上也是同样表现突出。追求CCL性能的均衡性是CCL开发中的“永恒主题”。只不过在不同的发展时期有不同的内容和要求。事物的发展，总是在打破原有的平衡，去创造一个新平衡的过程。每次创造了一个比较完美的新平衡，实际上就是技术上的一个进步。这一道理同样在CCL开发中适用。
CCL产品的特性均衡性，体现在产品标准所规定的主要基本性能、加工应用性能与成本性能三者所必须达到的完美均衡。它们是主要实现均衡性的三个不缺少的“支撑点”。达到优异的加工应用性能，是产品工艺性开发技术的更深层次的表现。一个新开发的CCL产品如果没有优异的成本性，也不可能在市场竞争中立足与发展。图3.给出了世界HDI多层板（微孔板）等在1999年—2004年间在市场价格上的变化。HDI多层板在近年的市场销售价格在1997年为2000美元/ m2。到2002年，度过了它的应用普及的初级期，它的市场价格已是1999年的一半。而到2004年，又大幅下降到接近500美元/ m2。这也给我们基板材料行业这样的启发：搞低成本性的HDI多层板用基板材料，是当前非常重要的任务。它对于开发新产品、开发新市场起到很决定的作用。
图3. 世界几种PCB在1999年—2004年在市场销售价格上的变化统计
（资料来源：Prismark公司2005年5月统计公布）
把握CCL市场不同层次的需求，准确控制CCL应达到哪些重点项目及指标，应提高哪些项目指标；认识对其主要性能要求所包含的范围（“性能深度”）；更深了解在应用加工上上与对这些标准所要求的主要性能之间的关系——
解决上述问题，对于CCL新产品开发中达到三大“支撑点”的性能平衡，会起到很重要的影响。
（5）CCL新产品问世的快速化
近年，整机电子产品在更新换代、开辟新功能、新市场等方面的步伐都在加快。HDI多层板在适应这一新趋势上，也需要为它提供基板材料的CCL厂家加快新产品的研发速度。也使得近年世界高性能CCL产品投入市场的速度在明显加快。而开展特色化产品、发展系列化产品，是有利于CCL新产品开发速度的提升。
1.5 环氧树脂业在适应高性能覆铜板技术发展上应该注意的问题
HDI多层板的高速发展，驱动着高性能覆铜板向着产品形式多样化、多品种化、厂家产品的特色化、性能均衡化、产品开发快速化的方向进展。环氧树脂业在高性能覆铜板这些多方面发展上，应做出哪些应对的策略？
（1）发展系列化环氧树脂产品。以适应CCL的多样化、多品种化。
（2）改换角色，从“配合”（配合CCL业开发新品）转变为“整合”（参与CCL 业开发新品）。
（3）不但研究本体树脂，还应研究适应CCL的树脂组成体系。包括固化剂、固化促进剂、稀释剂、其它配合剂等。并还应对环氧树脂的改性技术、与其它高性能聚合物树脂的相溶性及反应性、与其它材料（增强材料、填充材料等）界面接合技术等开展更加深入的研究。
（4）CCL生产厂家发展特色化的品牌产品，其根基是开发、掌握了制造CCL 产品树脂组成物的独有技术。作为环氧树脂生产厂家在协助下游的CCL生产厂推动这种树脂组成物的开发工作中，应开发出与某些CCL生产厂所开发的CCL产品，一一对应的特殊性能要求的环氧树脂。随着CCL多品种化、特色化的发展，今后这种“一一对应”的环氧树脂品种需求形式，将越来越会增多。它将树脂供应厂与CCL厂合作链发展得更加紧密。
环氧树脂胶(epoxy resin adhesive)一般是指以环氧树脂为主体所制得的胶粘剂,环氧树脂胶一般还应包括环氧树脂固化剂，否则这个胶就不会固化。 1种类折叠编辑本段 环氧树脂胶又分为软胶和硬胶。 1、环氧树脂软胶: 它是一种液型，双组份、软性自干型软胶，无色、透明、具有弹性，轻度划擦表 面即自行恢复原形。适用于涤纶、纸张、塑料等标牌装饰。 2、环氧树脂硬胶: 它是一种液型，双组份硬性胶，无色、透明，适用于金属标牌同时可制作各种水 晶钮扣、水晶瓶盖、水晶木梳、水晶工艺品等高档装饰品。 2分类折叠编辑本段 环氧树脂的分类目前尚未统一，一般按照强度、耐热等级以及特性分类，环氧树脂的主要品种有16种，包括通用胶、结构胶、耐温胶、耐低温胶、水下，潮湿 面用胶、导电胶、光学胶、点焊胶、环氧树脂胶膜、发泡胶、应变胶、软质材料 粘接胶、密封胶、特种胶、被固化胶、土木建筑胶16种。 对环氧树脂胶黏剂的分类在行业中还有以下几种分法: 1、按其主要组成，分为纯环氧树脂胶黏剂和改型环氧树脂胶黏剂; 2、按其专业用途，分为机械用环氧树脂胶黏剂、建筑用环氧树脂胶黏剂、电子 眼环氧树脂胶黏剂、修补用环氧树脂胶黏剂以及交通用胶、船舶用胶等; 3、按其施工条件，分为常温固化型胶、低温固化型胶和其他固化型胶; 4、按其包装形态，可分为单组分型胶、双组分胶和多组分型胶等; 还有其他的分法，如无溶剂型胶、有溶剂型胶及水基型胶等。但以组分分类应用较多。 3特性折叠编辑本段 1. 基本特性:双组份胶水，需AB混合使用，通用性强，可填充较大的空隙
2. 操作环境:室温固化，室内、室外均可，可手工混胶也可使用AB胶专用设备(如AB胶枪 3. 适用温度一般都在-50至+150度 4. 适用于一般环境，防水、耐油，耐强酸强碱 5. 放置于避免阳光直接照射的阴凉地方，保质期限12个月 1、环氧树脂胶是在环氧树脂的基础上对其特性进行再加工或改性，使其性能参 数等符合特定的要求，通常环氧树脂胶也需要有固化剂搭配才能使用，并且需要混合均匀后才能完全固化，一般环氧树脂胶称为A胶或主剂，固化剂称为B胶或固化剂(硬化剂)。 2、反映环氧树脂胶固化前的主要特性有:颜色、粘度、比重、配比、凝胶时间、可使用时间、固化时间、触变性(止流性)、硬度、表面张力等。 粘度(Viscosity):是指胶体在流动中所产生的内部摩擦阻力，其数值由物质种 类、温度、浓度等因素决定。 凝胶时间:胶水的固化是从液体向固化转化的过程，从胶水开始反应起到胶体趋 向固体时的临界状态的时间为凝胶时间，它由环氧树脂胶的混合量、温度等因素决定。 触变性:该特性是指胶体受外力触动(摇晃、搅拌、振动、超声波等)时，随外力作用由稠变稀，当外界因素停止作用时，胶体又恢复到原来时的稠度的现象。 硬度(Hardness):是指材料对压印、刮痕等外力的抵抗能力。根据试验方法不同 有邵氏(Shore)硬度、布氏(Brinell)硬度、洛氏(Rockwell)硬度、莫氏(Mohs)硬度、巴氏(Barcol)硬度、维氏(Vichers)硬度等。硬度的数值与硬度计类型有关，在常用的硬度计中，邵氏硬度计结构简单，适于生产检验，邵氏硬度计可分 为A型、C型、D型，A型用于测量软质胶体，C和D型用于测量半硬和硬质胶体。 表面张力(Surface tension):液体内部分子的吸引力使表面上的分子处于向内 一种力作用下，这种力使液体尽量缩小其表面积而形成平行于表面的力，称为表面张力。或者说是液体表面相邻两部分间单位长度内的相互牵引力，它是分子力的一种表现。表面张力的单位是N/㎡。表面张力的大小与液体的性质、纯度和 温度有关。 3、反映环氧树脂胶固化后特性的主要特性有:电阻、耐电压、吸水率、抗压强度、拉伸(引张)强度、剪切强度、剥离强度、冲击强度、热变形温度、玻璃化转变温度、内应力、耐化学性、伸长率、收缩系数、导热系数、诱电率、耐候性、耐老 化性等。
环氧树脂行业分析及发展趋势研究报告 Revised at 2 pm on December 25, 2020.
2016-2022年中国酚醛环氧树脂行业分析及发展趋势研究报告 中国产业研究报告网
什么是行业研究报告 行业研究是通过深入研究某一行业发展动态、规模结构、竞争格局以及综合经济信息等，为企业自身发展或行业投资者等相关客户提供重要的参考依据。 企业通常通过自身的营销网络了解到所在行业的微观市场，但微观市场中的假象经常误导管理者对行业发展全局的判断和把握。一个全面竞争的时代，不但要了解自己现状，还要了解对手动向，更需要将整个行业系统的运行规律了然于胸。 行业研究报告的构成 一般来说，行业研究报告的核心内容包括以下五方面：
行业研究的目的及主要任务 行业研究是进行资源整合的前提和基础。 对企业而言，发展战略的制定通常由三部分构成：外部的行业研究、内部的企业资源评估以及基于两者之上的战略制定和设计。 行业与企业之间的关系是面和点的关系，行业的规模和发展趋势决定了企业的成长空间；企业的发展永远必须遵循行业的经营特征和规律。 行业研究的主要任务： 解释行业本身所处的发展阶段及其在国民经济中的地位 分析影响行业的各种因素以及判断对行业影响的力度 预测并引导行业的未来发展趋势 判断行业投资价值 揭示行业投资风险 为投资者提供依据
2016-2022年中国酚醛环氧树脂行业分析及发展趋势研究报 告 【出版日期】2015年 【交付方式】Email电子版/特快专递 【价格】纸介版：7000元电子版：7200元纸介+电子：7500元 报告摘要及目录 酚醛环氧树脂 phenolic epoxy resin 又称F型环氧树脂。在酸性介质中苯酚与甲醛进行缩聚反应得到线型酚醛树脂，再与过量环氧丙烷在氢氧化钠存在下缩聚反应制得。其环氧基含量高，黏度较大，固化后产物交联密度高，其纤维增强塑料具有良好的物理机械性能。耐热性高于E型环氧树脂。主要用于制作各种结构件、电器元件等。 报告目录： 第一章2015年中国酚醛环氧树脂行业整体局势发展综述 第一节中国酚醛环氧树脂行业发展形势情况 一、中国酚醛环氧树脂行业发展周期 二、中国酚醛环氧树脂行业产业链分析 三、中国酚醛环氧树脂行业发展SWOTW分析 第二节近几年中国酚醛环氧树脂行业运行状况研究 一、2013-2015年中国酚醛环氧树脂行业产量统计 二、2013-2015年中国酚醛环氧树脂行业需求量走势 三、2013-2015年中国酚醛环氧树脂行业进出口分析 四、2013-2015年中国行业整体供需状况 第二章2014-2015年当前经济形势对行业发展环境的影响 第一节2014-2015年中国酚醛环氧树脂行业经济环境展望 一、2015年中国国民经济分析 二、2015年中国固定资产投资情况分析 三、2015年中国恩格尔系数分析 四、2016-2022年中国宏观经济发展预测 第二节中国酚醛环氧树脂行业社会环境分析 一、居民消费水平分析 二、城镇人员从业状况 第三节中国酚醛环氧树脂行业政策法规解读 一、产业振兴规划 二、产业发展规划 三、行业标准政策 四、市场应用政策 五、财政税收政策 第四节中国酚醛环氧树脂行业国际贸易环境研究
热固性树脂基复合材料是目前研究得最多、应用得最广的一种复合材料。它具有质量轻、强度高、模量大、耐腐蚀性好、电性能优异、原料来源广泛，加工成型简便、生产效率高等特点，并具有材料可设计性以及其他一些特殊性能，如减振、消音、透电磁波、隐身、耐烧蚀等特性，已成为国民经济、国防建设和科技发展中无法取代的重要材料。在热固性树脂基复合材料中使用最多的树脂仍然是酚醛树脂、不饱和聚酪树脂和环氧树脂这三大热固性树脂。这三种树脂阶性能各有特点：酚醛树脂的耐热性较高、耐酸性好、固化速度快，但较脆、需高压成型；不饱和聚酪树脂的工艺性好、价格最低，但性能较差；环氧树脂的粘结强度和内聚强度高，耐腐蚀性及介电性能优异，综合性能最好，但价格较贵。因此，在实际工程中环氧树脂复合材料多用于对使用性能要求高的场合，如用作结构材料、耐腐蚀材料、电绝缘材料及透波材料等。 1、环氯树脂复合材料的分类 环氧树脂复合材料(简称环氧复合材料，也有人称为环氧增强塑料)的品种很多，其名称、含义和分类方法也没有完全统一，但大体上讲可按以下方法分类。 (1)按用途可分为环氧结构复合材料、环氧功能复合材料和环氧功能型结构复合材料。结构复合材料是通过组成材料力学性能的复合，使之能用作受力结构材料，并能按受力情况设计和制造材料，以达到材料性能册格比的最佳状态。功能复合材料是通过组成材料其他性能(如光、电、热、耐腐蚀等)的复合，以得到具有某种理想功能的材料。例如环氧树脂覆铜板、环氧树脂电子塑封料、雷达罩等。需要指出的是，无论使用的是材料的哪一种功能性，都必须具有必要的力学性能，否则再好的功能材料也没有实用性。已有些功能材料同时还要有很高的强度，如高压绝缘子芯棒，要求绝缘性和强度都很高，是一种绝缘性结构复合材料。 (2)按成型压力可分为高压成型材料(成型压力5—30MPa)，如环氧工程塑料及环氧层压塑料；低压成型材料(成型压力＜2．5MPa)，如环氧玻璃钢和高性能环氧复合材料。玻璃钢和高性能复合材料由于制件尺寸较大(可达几个㎡)、型面通常不是平面，所以不宜用高压成型。否则模具造价太高，压机吨位太大，因而成本太贵。 (3)按环氧复合材料阶性能、成型方法、产品及应用领域的特点，并照顾到习惯上的名称综合考虑可分为：环氧树脂工程塑料、环氧树脂层压塑料、环氧树脂玻璃钢(通用型环氧树脂复合材料)及环氧树脂结构复合材料。 3、环氧树脂复合材料的特性 (1)密度小，比强度和比模量高。高模量碳纤维环氧复合材料的比强度为钢的5倍、铝合金的4倍，钻合金的3．2倍。其比模量是钢、铝合金、钦合金的5．5—6倍。因此，在强度和刚度相同的情况下碳纤维环氧复合材料构件的重量可以大大减轻。这在节省能源、提高构件的使用性能方面，是现有任何金属材料所不能相比的。 (2)疲劳强度高，破损安全特性好。环氧复合材料在静载荷或疲劳载荷作用下，首先在最薄弱处出现损伤，如横向裂纹、界面脱胶、分层、纤维断裂等。然而众多的纤维和界面会阻
环氧树脂的性能及应用特点 环氧树脂、酚醛树脂及不饱和聚酯树脂被称为三大通用型热固性树脂。它们是热固性树脂中用量最大、应用最广的品种。环氧树脂中含有独特的环氧基，以及轻基、醚键等活性基团和极性基团，因而具有许多优异的性能。与其他热固性树脂相比较，环氧树脂的种类和牌号最多，性能各异。环氧树脂固化剂的种类更多，再加上众多的促进剂、改性剂、添加剂等，可以进行多种多样的组合和组配。从而能获得各种各样性能优异的、各具特色的环氧固化体系和固化物。几乎能适应和满足各种不同使用性能和工艺性能的要求。这是其他热固性树脂所无法相比的。 1、环氧树脂及其固化物的性能特点 (1)力学性能高。环氧树脂具有很强的内聚力，分子结构致密，所以它的力学性能高于酚醛树脂和不饱和聚酯等通用型热固性树脂。 (2)粘接性能优异。环氧树脂固化体系中活性极大的环氧基、羟基以及醚键、胺键、酯键等极性集团赋予环氧固化物以极高的粘接强度。再加上它有很高的内聚强度等力学性能，因此它的粘接性能特别强，可用作结构胶。 (3)固化收缩率小。一般为1％～2％。是热固性树脂中固化收缩率最小的品种之一(酚醛树脂为8％～10％；不饱和聚酯树脂为4％～6％；有机硅树脂为4％～8％)。线胀系数也很小，一般为6×10-5/℃。所以其产品尺寸稳定，内应力小，不易开裂。 (4)工艺性好。环氧树脂固化时基本上不产生低分子挥发物，所以可低压成型或接触压成型。配方设计的灵活性很大，可设计出适合各种工艺性要求的配方。 (5)电性能好。是热固性树脂中介电性能最好的品种之一。 (6)稳定性好。不合碱、盐等杂质的环氧树脂不易变质。只要贮存得当(密封、不受潮、不遇高温)，其贮存期为1年。超期后若检验合格仍可使用。环氧固化物具有优良的化学稳定性。其耐碱、酸、盐等多种介质腐蚀的性能优于不饱和聚酯树脂、酚醛树脂等热固性树脂。 (7)环氧固化物的耐热性一般为80～100℃。环氧树脂的耐热品种可达200℃或更高。 (8)在热卧性树脂中，环氧树脂及其固化物的综合性能最好。 2、环氧树脂的应用特点 (1)具有极大的配方设计灵活性和多样性。能按不同的使用性能和工艺性能要求，设计出针对性很强的最佳配方。这是环氧树脂应用中的一大特点和优点。但是每个最佳配方都有一定的适用范围(条件)，不是在任何工艺条件和任意使用条件下都宜采用。也就是说没有“万能”的最佳配方。必须根据不同的条件，设计出不同的最佳配方。由于不同配方的环氧树脂固化体系的固化原理不完全相同，所以环氧树脂的固化历程，即固化工艺条件对环氧固化物的结构和性能影响极大。相同的配方在不同的固化工艺条件下所得产品的性能会有非常的大的差别。所以正确地作出最佳材料配方设计和工艺设计是环氧树脂应用技术的关键，也是技术机密所在。要能生产和开发出自己所需性能的环氧材料，就必须设计出相应的专用配方及其成型工艺条件。因此，就必须深入了解和掌握环氧树脂及其固化剂、改性剂等的结构与性能、它们之间的反应机理以及对环氧固化物结构及性能的影响。这样才能在材料配方设计和工艺设计中得心应手，运用自如，取得最佳方案，生产和开发出性能最佳、成本最低的环氧材料和制品。 (2)不同的环氧树脂固化体系分别能在低温、室温、中温或高温固化，能在潮湿表面甚至在水中固化，能快速固化、也能缓慢固化，所以它对施工和制造工艺要求的适应性很强。环氧树脂可低压成型或接触压成型，因此可降低对成型设备和模具的要求，减少投资，降低成本。 (3)在三大通用型热固性树脂中，环氧树脂的价格偏高，从而在应用上受到一定的影响。但是，由于它的性能优异，所以主要用于对使用性能要求高的场合，尤其是对综合性能要求高的领域。
三、环氧树脂主要性能指标的检测方法 1、环氧树脂环氧值、环氧当量的测定 可用光谱分析法或化学分析法进行分析，光谱分析比化学分析容易操作，但是需要用标准试祥做成定量线。 ①光谱分析法 用红外光谱、拉曼光谱或核磁共振光谱等分析方法是很普及的，可用于环氧树脂的定性分析或环氧基的定量分析。红外光谱吸收法:首先用一系列已知环氧当量的环氧树脂的红外光谱做出A910cm－1／A1610 cm－1 (其中910cm－1是环氧基的吸收峰，1610 cm－1是苯环的吸收峰)基线，然后做出A910cm－1／A1610 cm－1与环氧当量标准曲线。这样在测定某一环氧树脂试样的环氧当量时，只需知道该环氧树脂A910／M1610的比值，即可确定其环氧当量。 ②化学分析法 常用的化学分析方法是在适当的溶剂中，使用过量的盐酸与环氧基作用，定量生成氯醇，将过且的盐酸用碱滴定法定量，。常用的溶剂有丙酮、无水醚、吡啶等。有时不用盐酸，而用溴化化氢酸、碘化钾与盐酸、过氯酸与季铵溴化物等为卤化剂，进行直接滴定。 方法多种多样，现今国际上通用的分析法是高氯酸法，适用于各种环氧树脂，但操作过程繁琐。另外还有盐酸／丙酮法、盐酸吡啶法以及盐酸二氧六环法。我国沿用的测定方法以盐酸一丙酮法和盐酸一吡啶法，其中盐酸一丙酮法较适用于分子量在1500以下的环氧树脂，而
盐酸一吡啶法较适用于分子量在1500以上的环氧树脂。相对来说，盐酸一丙酮法应用较多。 溴化季按盐直接滴定法 a）原理 原理是通过高氯酸（HClO4）与溴化四乙基铵（NEt4Br）反应生成的溴化氢与1，2-环氧基的定量反应。该程序包括用高氯酸-冰醋酸标准溶液滴定溶解在含溴化四乙基铵的环氧树脂的二氯甲烷溶液，以结晶紫为指标剂，当环氧基被消耗完，过量的溴化氢会引起过量的结晶紫指标剂变色。 b）溶液配制 结晶紫指标剂：取结晶紫0.5g，溶解于100ml冰醋酸中即得， 0．1 mol /L高氯酸-冰醋酸标准溶液 配制取无水冰醋酸550ml，加入高氯酸HClO4（W/W在70%左右，比重1.75）8.2ml摇匀，在烧杯中缓缓滴加24ml醋酐，用玻璃棒不断搅拌，放冷至室温后，转移到1000ml容量瓶中，加无水冰醋酸稀释至刻度线，摇均匀后，放置24小时使醋酐与溶液中的水充分反应完全。即得0．1N浓度的HClO4-HAc标准溶液。 标定准确称取在105℃干燥至恒重的邻苯二甲酸氢钾KHC8H4O4约0.4g（准确至0．0001 g）置于锥形瓶中，加无水冰醋酸20ml，使溶解，加0.5%结晶紫冰醋酸溶液1—2滴，用高氯酸冰醋酸标准溶液滴定至蓝色，并将滴定结果用空白试验（即不加邻苯二甲酸氢钾）校正。计算如下：
编辑本段类型 1、活性氢化物与环氧氯丙烷反应； 2、以过氧化氢或过酸（例如过醋酸）将双键进行液相氧化； 3、双键化合物的空气氧化； 4、由于它的性能并不是十分完美的，同时应用环氧树脂的对象也不是千 遍一律的，根据使用的对象不同，对环氧树脂的性能也有所要求，例如有的要求低温快干，有的要求绝缘性能优良。因而要有的放矢对环氧树脂加以改性。 编辑本段应用特性 1、形式多样。各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种应用对 形式提出的要求，其范围可以从极低的粘度到高熔点固体。 2、固化方便。选用各种不同的固化剂，环氧树脂体系几乎可以在0～ 180℃温度范围内固化。 3、粘附力强。环氧树脂分子链中固有的极性羟基和醚键的存在，使 其对各种物质具有很高的粘附力。环氧树脂固化时的收缩性低，产生的内应力小，这也有助于提高粘附强度。 4、收缩性低。环氧树脂和所用的固化剂的反应是通过直接加成反应 或树脂分子中环氧基的开环聚合反应来进行的，没有水或其它挥发性副产物放出。它们和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂相比，在固化过程中显示出很低的收缩性（小于2%）。 5、力学性能。固化后的环氧树脂体系具有优良的力学性能。 6、电性能。固化后的环氧树脂体系是一种具有高介电性能、耐表面 漏电、耐电弧的优良绝缘材料。 7、化学稳定性。通常，固化后的环氧树脂体系具有优良的耐碱性、 耐酸性和耐溶剂性。像固化环氧体系的其它性能一样，化学稳定性也取决于所选用的树脂和固化剂。适当地选用环氧树脂和固化剂，可以使其具有特殊的化学稳定性能。 8、尺寸稳定性。上述的许多性能的综合，使环氧树脂体系具有突出 的尺寸稳定性和耐久性。 9、耐霉菌。固化的环氧树脂体系耐大多数霉菌，可以在苛刻的热带 条件下使用。
环氧树脂的主要应用领域 环氧树脂优良的物理机械和电绝缘性能、与各种材料的粘接性能、以及其使用工艺的灵活性 是其他热固性塑料所不具备的。因此它能制成涂料、复合材料、浇铸料、胶粘剂、模压材料和注射成型材料，在国民经济的各个领域中得到广泛的应用。 ①涂料 环氧树脂在涂料中的应用占较大的比例，它能制成各具特色、用途各异的品种。其共性： (1)耐化学品性优良，尤其是耐碱性。 (2)漆膜附着力强，特别是对金属。 (3)具有较好的耐热性和电绝缘性。 (4)漆膜保色性较好。 但是双酚 A 型环氧树脂涂料的耐候性差，漆膜在户外易粉化失光又欠丰满，不宜作户外 用涂料及高装饰性涂料之用。因此环氧树脂涂料主要用作防腐蚀漆、金属底漆、绝缘漆，但杂环及脂环族 环氧树脂制成的涂料可以用于户外。 ②胶粘剂 环氧树脂除了对聚烯烃等非极性塑料粘结性不好之外，对于各种金属材料如铝、钢、铁、铜；非金属材料如玻璃、木材、混凝土等；以及热固性塑料如酚醛、氨基、不饱和聚酯等都有优 良的粘接性能，因此有万能胶之称。环氧胶粘剂是结构胶粘剂的重要品种。 环氧树脂胶粘剂的主要用途见表l-1 、表 l-2 及表 l-3 。 表 1-1 环氧树脂胶粘 剂的主要用途 应用领域被粘材料主要特征主要用途 低黏度，能在潮 混凝土修补（新旧面的衔接），外墙裂缝修补，混凝土，木， 土木建筑金属，玻璃，湿面（或水中） 嵌板的粘结，下水道管的连接，地板粘结，建筑固化，低温固化 热固性塑结构加固。 性 金属、陶瓷，电绝缘性、耐湿 电子电器玻璃， FRP 性，耐热冲击电子元件，集成电路，液晶屏，光盘，扬声器，等势固性塑性，耐热性，低磁头，铁芯，电池盒，抛物面天线，印制电路板料腐蚀性 金属，热固 耐热，耐冲击， 同种金属、异种金属的粘接，蜂窝芯和金属的粘 航天航空性塑料， FRP （纤维增强 耐湿性，耐疲 接，复合材料，配电盘的粘接劳，耐辐射线 塑料） 耐湿性，防锈， 汽车机械金属，热固油面粘接，耐磨车身粘结，薄钢板补强， FRP粘结，机械结构的修性塑料， FRP耐久性（疲劳特复、安装 性） 金属，木， 耐久性，耐冲击 体育用品玻璃，热固滑雪板，高尔夫球杆，网球拍 性 性塑料， FRP
环氧树脂种类及性能 一、定义 1、环氧树脂（Epoxy Resin）是泛指含有两个或两个以上环氧基，以脂肪族、脂环族或芳香族等有机化合物为骨架并能通过环氧基团反应形成有用的热固化产物的高分了低聚体（Oligomer）□当聚合度n为零时，称Z为环氧化合物，简称 环氧化物（Epoxide） O这些低相对分了质量树脂虽不完全满足严格的定义但因具有环氧树脂的基本属性在称呼时也不加区别地统称为环氧树脂。典型的环氧树脂结构如下式。 2、环氧基是环氧树脂的特性基团，它的含量多少是这种树脂最为重要的指标。描述环氧基含量有以下几种不同的表示法： （1）环氧当量:是指含有1 mol环氧树脂的质量，低相对分了质量（分了量）环氧树脂的环氧当量为175-200g/mol, 随着分了量的增大环氧基间的链段越长，所以高分子量环氧树脂的环氧当量就相应的高。 （2）环氧值:每lOOg树脂屮所含有环氧基的物质的量（摩尔）。这种表示方法有利于固化剂用量的计量和用量的表示。因为固化剂用量的含义是每lOOg环氧树脂中固化剂的加入量 （part perhundred of resin缩写成phr）。我国采用环氧值 这一物理量。 环氧当量二100/环氧值 3、粘度的定义 粘度：液体在流动时，在其分子间产生的内摩擦的性质，称为 液体的黏性，黏性的大小用黏度表示，是用来表征液体性质相关的阻力因子。 粘度单位有两种：1、厘泊（cps）2、毫帕秒（m ? pas）
1厘泊（cps）二1毫帕秒（m*pas） 一、种类及性能 1、双酚A型环氧树脂:双酚A （即二酚基丙烷）型环氧树脂即二酚基丙烷缩水甘油瞇。在环氧树脂屮它的原材料易得、成本最低，因而产量最大（在我国约占环氧树脂总产量的90%,在世界约占环氧树脂总产量的75%?80%）,用途最广，被称为通用型环氧树脂。由双酚A型环氧树脂的分了结构决定了它的性能具有以下特点： （1）是热塑性树脂，但具有热固性，能与多种固化剂，催化剂及添加剂形成多种性能优异的固化物，几乎能满足各种使用需求。 （2）树脂的工艺性好。固化时基本上不产生小分了挥发物, 可低压成型。能溶于多种溶剂。 固化物有很高的强度和粘结强度。 固化物有较高的耐腐蚀性和电性能。 固化物有一定的韧性和耐热性。 主要缺点是：耐热性和韧性不高，耐湿热性和耐候性 差。 2、双酚F型环氧树脂:这是为了降低双酚A型环氧树脂本身的粘度并具有同样性能而研制岀的一种新型环氧树脂。通常是用双酚F （二酚基甲烷）与环氧氯丙烷在NaOH作用下反应而得的液态双酚F型环氧树脂。 双酚F型环氧树脂的特点是黏度小，不到双酚A型环氧树脂黏度的1/3,对纤维的浸渍性好。其固化物的性能与双酚A 型环氧树脂几乎相同，但耐热性稍低而耐腐蚀性稍优。液态双酚F型环氧树脂可用于无溶剂涂料、胶粘剂、铸塑料、玻璃钢及碳纤维复合材料等。 3、多酚型缩水甘油醛环氧树脂:多酚型缩水甘油醴环氧树脂 是一类多官能团环氧树脂。在其分了屮有两个以上的环氧基，因此
环氧树脂 目录 材料简介应用特性类型分类使用指南国内主要厂商环氧树脂应用领域环氧树脂行业 材料简介 环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，除个别外，它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。 应用特性 1、形式多样。各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种应用对形式提出的要求，其范围可以从极低的粘度到高熔点固体。 2、固化方便。选用各种不同的固化剂，环氧树脂体系几乎可以在0～180℃温度范围内固化。 3、粘附力强。环氧树脂分子链中固有的极性羟基和醚键的存在，使其对各种物质具有很高的粘附力。环氧树脂固化时的收缩性低，产生的内应力小，这也有助于提高粘附强度。 4、收缩性低。环氧树脂和所用的固化剂的反应是通过直接加成反应或树脂分子中环氧基的开环聚合反应来进行的，没有水或其它挥发性副产物放出。它们和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂相比，在固化过程中显示出很低的收缩性（小于2%）。 5、力学性能。固化后的环氧树脂体系具有优良的力学性能。 6、电性能。固化后的环氧树脂体系是一种具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘材料。 7、化学稳定性。通常，固化后的环氧树脂体系具有优良的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性。像固化环氧体系的其它性能一样，化学稳定性也取决于所选用的树脂和固化剂。适当地选用环氧树脂和固化剂，可以使其具有特殊的化学稳定性能。 8、尺寸稳定性。上述的许多性能的综合，使环氧树脂体系具有突出的尺寸稳定性和耐久性。 9、耐霉菌。固化的环氧树脂体系耐大多数霉菌，可以在苛刻的热带条件下使用。 类型分类 根据分子结构，环氧树脂大体上可分为五大类： 1、缩水甘油醚类环氧树脂 2、缩水甘油酯类环氧树脂 3、缩水甘油胺类环氧树脂 4、线型脂肪族类环氧树脂 5、脂环族类环氧树脂 复合材料工业上使用量最大的环氧树脂品种是上述第一类缩水甘油醚类环氧树脂，而其中又以二酚基丙烷型环氧树脂（简称双酚A型环氧树脂）为主。其次是缩水甘油胺类环氧树脂。 1、缩水甘油醚类环氧树脂 缩水甘油醚类环氧树脂是由含活泼氢的酚类或醇类与环氧氯丙烷缩聚而成的。
常用环氧树脂参数总结 一、缩水甘油基型环氧树脂: 1．缩水甘油醚型环氧树脂 1．1双酚A型环氧树脂： 双酚A型环氧树脂是应用最广泛的树脂之一，占环氧树脂树脂总产量的90%。在分子结构中含有羟基和醚键，固化过程进一步生成新的—OH和—O—，使固化物具有很高的内聚力和粘附力。因此可以对金属、陶瓷、木材、水泥和塑料进行粘接。 另外，双酚A型环氧树脂属无毒树脂，其白鼠的最低口服致死量为LD50为11.4g/kg。 双酚A型环氧树脂的牌号与性质表 新牌号原牌号外观粘度（Pa.s）软化点（℃）环氧值 E—55 616# 浅黄粘稠液体 6－8 －－－－ 0.55－0.56 E—51 618# 浅黄粘稠液体 10－16 －－－－ 0.48－0.54 E—44 6101# 黄色高粘度液体 20－40 －－－－ 0.41－0.47 E—42 634# 同上－－－－ 21－27 0.38－0.45 E—35 637# 同上－－－－ 20－35 0.30－0.40 E—31 638# 浅黄粘稠液体－－－－ 40－55 0.23－0.38 E—20 601# 黄色透明固体－－－－ 64－76 0.18－0.22 E—14 603# 同上－－－－ 78－85 0.10－0.18 E—12 604# 同上－－－－ 85－95 0.10－0.18 E—06 607# 同上－－－－ 110－135 0.04－0.07 E—03 609# 同上－－－－ 135－155 0.02－0.04 E—01 665# 液体 30－40 －－－－ 0.01－0.03 1．2双酚S型环氧树脂 双酚S型环氧树脂是由双酚S和过量环氧氯丙烷在碱性条件下缩聚得到的耐高温环氧树脂。 双酚S为浅黄色固体，由东北石化研究所研制，全名为“4，4‘—二羟基二苯双缩水甘油醚环氧树脂”，胺类、酸酐、咪唑均能固化双酚S，其固化物具有热变形温度高、热稳定性能好的特点。这是因为分子中极性强的砜基—SO2—取代双酚A中的异丙基，提高了热稳定性；砜基改善了粘附力，增强了环氧基的开环活性。 1．3双酚F型环氧树脂 双酚F型环氧树脂是由双酚F和过量环氧氯丙烷（1：10），在四甲基氯化铵和NaOH条件下，经醚化和闭环反应，缩聚而成的。 双酚F型环氧树脂的粘度低，可用于碳纤维复合材料、玻纤增强塑料以及地下油井的灌封材料。 1．4环氧化线型酚醛树脂 环氧酚醛是由低分子量酚醛树脂与环氧氯丙烷在酸催化剂下缩合而成，兼有酚醛和双酚A型环氧树脂的优点。按线型酚醛树脂分子量和发羟基含量不同，可以合成不同分子量和官能度的环氧酚醛，如甲酚线型酚醛树脂。 环氧酚醛高粘度半固体，平均官能度为2.5－6.0，软化点≤28℃，环氧值0.53－0.57，在上海树脂厂和无锡树脂厂生产。为改善工艺，添加低粘度的稀释剂，或与双酚A混合使用。 胺类、酸酐类和咪唑均能固化环氧酚醛。在150℃以下固化环氧酚醛和双酚A型环氧树脂的热变形温度相近。例如： 固化剂固化条件用量% 热变形温度（℃）
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常见环氧树脂种类及性能 一、定义 1、环氧树脂（EpoxyResin)是泛指含有两个或两个以上环氧基，以脂肪族、脂环族或芳香族等有机化合物为骨架并能通过环氧基团反应形成有用的热固化产物的高分子低聚体(Oligomer)。当聚合度n为零时，称之为环氧化合物,简称环氧化物（Epoxide）.这些低相对分子质量树脂虽不完全满足严格的定义但因具有环氧树脂的基本属性在称呼时也不加区别地统称为环氧树脂.典型的环氧树脂结构如下式。 2、环氧基是环氧树脂的特性基团，它的含量多少是这种树脂最为重要的指标。描述环氧基含量有以下几种不同的表示法： ⑴环氧当量:是指含有1mol环氧树脂的质量，低相对分子质量（分子量）环氧树脂的环氧当量为175~200g/mol，随着分子量的增大环氧基间的链段越长,所以高分子量环氧树脂的环氧当量就相应的高. ⑵环氧值：每100g树脂中所含有环氧基的物质的量（摩尔）。这种表示方法有利于固化剂用量的计量和用量的表示。因为固化剂用量的含义是每100g环氧树脂中固化剂的加入量(partperhundredofresin缩写成phr）。我国采用环氧值这一物理量。环氧当量=100/环氧值 3、粘度的定义 粘度：液体在流动时，在其分子间产生的内摩擦的性质，称为液体的黏性，黏性的大小用黏度表示，是用来表征液体性质相关的阻力因子。 粘度单位有两种： 1、厘泊(cps) 2、毫帕秒(m·pas） 1厘泊（cps）=1毫帕秒（m·pas）
环氧树脂复合材料 复合材料是由基体材料和增强材料复合而成的多相体系固体材料。它充分发挥了各组分材料的特点和潜在能力，通过各组分的合理匹配和协同作用，呈现出原来单一材料(均质材料、单相材料)所不具有的优异的新性能，从而达到对材料某些性能的综合要求。复合材料的出现在材料发展史上具有划时代的意义。受到国内外的极大重视。其发展之迅猛在历史上是空前的。已在工业、农业、交通、军事、科学技术和人民生活等各个领域广为应用。尤其是在航空、航天等尖端技领域中已成为不可缺少的重要的结构材料。无怪乎有人认为21世纪将进入“复合材料时代”。 热固性树脂基复合材料是目前研究得最多、应用得最广的一种复合材料。它具有质量轻、强度高、模量大、耐腐蚀性好、电性能优异、原料来源广泛，加工成型简便、生产效率高等特点，并具有材料可设计性以及其他一些特殊性能，如减振、消音、透电磁波、隐身、耐烧蚀等特性，已成为国民经济、国防建设和科技发展中无法取代的重要材料。在热固性树脂基复合材料中使用最多的树脂仍然是酚醛树脂、不饱和聚酪树脂和环氧树脂这三大热固性树脂。这三种树脂阶性能各有特点：酚醛树脂的耐热性较高、耐酸性好、固化速度快，但较脆、需高压成型；不饱和聚酪树脂的工艺性好、价格最低，但性能较差；环氧树脂的粘结强度和内聚强度高，耐腐蚀性及介电性能优异，综合性能最好，但价格较贵。因此，在实际工程中环氧树脂复合材料多用于对使用性能要求高的场合，如用作结构材料、耐腐蚀材料、电绝缘材料及透波材料等。 1、环氯树脂复合材料的分类 环氧树脂复合材料(简称环氧复合材料，也有人称为环氧增强塑料)的品种很多，其名称、含义和分类方法也没有完全统一，但大体上讲可按以下方法分类。 (1)按用途可分为环氧结构复合材料、环氧功能复合材料和环氧功能型结构复合材料。结构复合材料是通过组成材料力学性能的复合，使之能用作受力结构材料，并能按受力情况设计和制造材料，以达到材料性能册格比的最佳状态。功能复合材料是通过组成材料其他性能(如光、电、热、耐腐蚀等)的复合，以得到具有某种理想功能的材料。例如环氧树脂覆铜板、环氧树脂电子塑封料、雷
广东化工 2012年第16期· 100 · https://www.doczj.com/doc/1a9050881.html, 第39卷总第240期 环氧树脂固化剂研究现状与发展趋势 陶果，曾琪，陈自然，徐友辉 (四川职业技术学院，四川遂宁 629000) [摘要]介绍了环氧树脂固化剂的研究现状，对环氧树脂固化剂的发展趋势作了展望。 [关键词]环氧树脂固化剂；研究现状；发展趋势 [中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2012)16-0100-02 The Research Situation and Developing Tendency of Epoxy Resin Curing Agent Tao Guo, Zeng Qi, Chen Ziran, Xu Youhui (Sichuan V ocational And Technical College, Suining 629000, China) Abstract: The paper introduced the research situation and presented some viewpoints for developing tendency of epoxy resin curing agent. Keywords: epoxy resin curing agent；research situation；developing tendency 环氧树脂是由一种以芳香族、脂肪族或脂环族碳键为骨架的含有两个或两个以上的环氧基分子，通过环氧基团开环反应而生成的一种低聚物。它有液态、固态、粘稠态等形态，单独使用几乎无应用价值，在使用中必须加入固化剂并形成立体网状结构后，才能成为具有各种优良性能的环氧材料。环氧树脂由于具有介电性能好，制品尺寸收缩率小稳定性好，对金属和非金属材料粘接性强，硬度高且柔韧性好，对大部分溶剂和碱液的稳定性好等优异性能，广泛应用于电子电气、机械、建筑、航空航天等行业，作浸渍、浇注、粘接剂、层压料、涂料等使用。 环氧树脂在使用时须加入固化剂，并通过固化反应使其形成立体网状结构，优良的固化剂能赋予固化产物以优异的性能，因而开发新型固化剂要比开发新型环氧树脂更有实用价值。下面从以下几个方面对环氧树脂固化剂的研究现状与发展趋势作一介绍。 1 环氧树脂固化剂的分类 按照生产工艺及应用特点，通常可分为潜伏型和显在型。显在型为双组分体系，树脂与固化剂分别存放，使用时按比例混合；它又可分为催化型和加成聚合型。加成聚合型的特点是固化剂自身要参与到三维网络结构中去，因而使用时存在着一个合适的用量，如加入量过少，则固化产物存在着未反应的环氧基，影响产物性能。催化型固化剂以阳离子或阴离子方式使环氧基开环加成聚合，固化剂不参与网络结构，只起催化作用，增加固化剂用量能使固化反应速度加快。潜伏型固化剂预先加入到环氧树脂中，室温下相对稳定(通常要求3个月以上不反应)，但当暴露在光、热、湿气等条件下时，才发生固化反应形成网络结构。 2 环氧树脂固化剂现状与改性研究 环氧树脂目前正向着功能化、专用化、配套化、系列化、精细化、高纯化、绿色化的方向发展，其所使用的固化剂也应适应它的发展性能要求。当前，对固化剂的研究主要是改善树脂的耐温性、耐候性、脆性和固化速度等方面的缺陷，提高树脂的某些特殊性能或整体性能。 2.1 现有固化剂改性 固化剂改性技术由于方法多、成本低、效果好，所以应用最为广泛。改性的主要思路是在原来的结构上引入新的基团或特殊结构，以合成出新的固化剂品种，达到改善树脂性能的目的。2.1.1 多元胺类固化剂改性方法 胺类固化剂种类多、用量大、用途广。它包含脂肪族类、聚酰胺类、脂环族类、芳香族类以及各种改性多元胺类等多种不同结构，因而其性状、固化温度、固化速度和固化物的性能相差很大。通常的胺类固化剂(如乙二胺，二乙烯三胺等)存在毒性大、配比太严、固化偏快、常温下挥发性大，还要吸收空气中的CO2导致固化效果低等缺点。对其改性可提高环氧树脂固化物的综合性能，克服上述不足。 改性脂肪胺类，如三乙烯四胺、二乙烯三胺、乙二胺等可与有机酮类进行亲核加成反应脱水生成亚胺，亚胺再与环氧树脂组成的体系经过水分和湿气的作用将酮亚胺分解成胺，从而使环氧树脂固化，其缺点是使用期短、固化速度慢。武田敏之及其日本专利[1]对此提出了相应的解决方法。李志宏[2]将改性剂含酚羟基有机烷氧基硅烷加入到双酚F型环氧树脂中，两者相容性较好，固化物力学性能高，改性后的玻璃态线性热膨胀系数与杨氏弯曲模量同时下降，内应力指数降低，弯曲强度和拉伸强度提高较大，抗开裂指数提高。 改性芳香族二胺类：常用的芳香二胺类固化剂有m-PDA (间苯二胺)、DDM (二胺基二苯甲烷)、DDS(二胺基二苯砜)等，以对DDS研究得最多，其固化温度可达到200 ℃，常采用加入促进剂的方法来降低其固化温度[3]。DDS与环氧树脂的混合物适用期可达一年之久。 改性咪唑类：根据反应机理不同可分为两种，一种是利用咪唑环上1位处仲胺上的活泼氢进行改性，常用的改性剂有异氰酸酯、氰酸酯、内酯等[4-5]；二是利用咪唑环上3位处N原子的碱性进行改性，常用的改性剂有酸酐、有机酸、硼酸、金属无机盐类等[6]。 2.1.2 酸酐类固化剂改性方法 酸酐类固化剂的缺点是固化周期长、固化温度高，通常要加热至80 ℃以上才能起固化反应。因此，为了降低固化温度，常与促进剂一起使用。DMP-30是一种很好的固化促进剂，能降低温度30~50℃，缩短固化时间2~4 h，固化产物的强度也有所提高，对高温固化有很好的促进作用[7]。 酸酐类固化剂一般不容易改性，显在型固化剂通常直接使用，潜伏型固化剂则需加入适当的促进剂，如单乙胺、三氟化硼、铝配合物、磷翁复合物等，可降低固化温度、缩短固化时间[8]。2.1.3 双氰胺类固化剂改性方法 双氰胺为潜伏型固化剂，它有多个活性基团能参加反应，但固化温度较高，固化机理复杂。常采用加入促进剂或在双氰胺分子中引入芳香族胺类结构的方法来降低固化温度，这类促进剂主要是氯苯基二甲基脲、聚乙烯哌嗪、咪唑类化合物等[9-10]。采用引入芳香族胺类结构的方法来降低固化温度以日本研究较多，如有用DDE( 4,4二氨基二苯醚)、DDM(4,4二氨基二苯甲烷)、DDS (4,4二氨基二苯砜)等芳香族二苯胺分别与双氰胺反应制得其衍生物的报道[11]。国内学者对此研究较少，温州清明化工采用双氰胺与环氧丙烷反应制得双氰胺MD-02，其熔点比双氰胺降低了45 ℃左右[12]。 2.1.4 其他改性方法 有机酰肼类固化剂与环氧树脂混合后可贮存4个月，降低固化温度所使用的促进剂与双氰胺类相似[13]。路易斯酸胺类络合物也是较好的一种潜伏型固化剂，徐晓鸣等新合成的三氟化硼胺络合物具有良好的性能[14]。另外，微胶囊类固化剂采用将固化剂用微细的油滴包裹起来形成胶囊的方法，加入到树脂中暂时封闭起来，在一定的条件下释放出固化剂进行固化反应[15]。 3 环氧固化剂的发展趋势 3.1 新品种的开发趋势 新品种的开发仍以胺系为首，其次是酸酐系，以及含B、Si、P、F、Mg等元素的“半无机高分子”固化剂的开发，改性酚系和改性硫醇系固化剂的开发，末端含有硫醇基的新嵌段共聚物固化 [收稿日期] 2012-09-20 [基金项目] 四川省科技厅科技支撑项目(NO：2011ZG0247) [作者简介] 陶果(1964-)，男，四川遂宁人，硕士，教授，主要从事高分子材料合成及应用方面的研究。
高性能环氧树脂基复合材料的研究现状及应用进展2018年8月1日星期三 Linda 中山沃瑞森 环氧树脂是一类重要的热固性树脂，具有良好的粘结性、稳定性、耐热性、力学性能、且固化收缩率小，成本低廉。环氧树脂作为胶粘剂、涂料和复合材料等的树脂基体，被广泛应用于轻工、建筑、航天航空、电子电气及其他先进复合材料的各个领域。本文由苏州挪恩复合材料有限公司研究人员从环氧树脂的增韧、耐热、增强方面对高性能环氧树脂基复合材料的现状进行阐述。 在航空航天等领域，对环氧树脂韧性耐温性和模量有着较高要求。热塑性树脂具有高韧性、高强度和耐热性好的特性，用热塑性树脂作为增韧剂可以在增韧环氧树脂的同时保持耐热性能和模量。国外将EP/CF
复合材料应用在战斗机和直升机的机身、主翼、垂尾翼、平尾翼及蒙皮等部位，起到明显减重作用，大大提高了抗疲劳耐腐蚀等性能。 在广泛的应用领域中环氧树脂除了要具备基本的力学性能要求外，还需要有良好的耐高温性能，对于提高环氧树脂体系耐热性的方法主要有改变环氧树脂、固化剂的结构或导入新结构，采用耐热性较好的材料对环氧树脂改性。 碳纤维具有十分优异的力学性能，由碳纤维增强环氧树脂所制备的复合材料性能表现优异。而由于碳纤维表面能低、与基体浸润性差，使其与基体材料的界面粘结力较弱，因此需要提前对其进行表面处理。玻璃纤维/环氧树脂复合材料是目前研究较成熟应用最广的一种环氧复合材料，该材料具有轻质高强、耐疲劳和绝缘等性能，在军事中可被用作防弹头盔、防弹衣等。 （图示：碳纤维安全头盔） 环氧树脂是先进复合材料中应用最广泛的树脂体系，适用于多种成型工
艺，可配制成不同配方，可调节粘度范围大，适用于不同的生产工艺，国内外对高性能环氧树脂的研究近几年已取得很大进展，很多环氧树脂复合材料集多种优异性能于一体，极大推动了高端科技产业的发展。 沃瑞森拥有自已强大的黏结数据库，有匹配各种功能黏结的推荐。配合世界知名品牌胶粘剂材料。给您最适合及高性价比的技术支持！
校讲义 《水声换能器设计与制作工艺》 实验指导书 水声工程学院 王文芝
目录 1.实验一压电瓷材料主要参数测试 (1) 2.实验二环氧树脂粘结与灌封工艺实验 (4) 3.实验三薄壁圆管换能器的制作 (6) 4.实验四复合棒换能器的制作 (10) 5.实验五聚氨酯橡胶的灌封工艺 (13) 6.实验六薄圆片径向振动换能器的制作 (15) 7.实验七薄长片长度振动换能器的设计与制作 (18) 8.实验八水声换能器电声性能参数测量实验 (20) 9.实验九氯丁橡胶硫化工艺实验 (26) 10.实验十超声应用实验 (27)
实验一、压电瓷材料主要参数测试 一、实验目的：掌握压电瓷材料性能参数的测试方法，了解主要参数的计算方法。 二、实验容： 1.学习实验仪器的使用； 2.用“谐振-反谐振”法测试PZT-4、PZT-5的主要参数； 3.电容电桥测量T C ，δtg ； 4.用NW1232低频频率特性测试仪测量1,,m n m f f f ； 5.用ZJ-3A 型准静态33d 测量仪测量各元件的33d 值。 三、实验仪器： 信号源 GFG ——8250A 一台 毫伏表 DF2175 二台 π型网络转接器 自制 一个 低频频率特性测试仪 NW1232 一台 准静态33d 测量仪 ZJ-3A 一台 电容电桥 一台 四、实验原理：通过“谐振-反谐振”方法，测试压电瓷材料的串联谐振频率s f 、并联谐振频率1s p f f 及等，计算出各主要参数。 实验仪器：
五、仪器连接： 六：实验方法： 1.按图连接好仪器。 2.打开仪器开关，将样品夹到夹持架两顶尖处，注意夹持力要尽量小，以样品不掉下来即可，夹持点应选在样品的中心处。 3.调节输入电压，测量薄圆片和薄长条片材料时，使V=1V ，测量长圆柱试样时，使V=3V 。 4.调节信号频率，按测量参数的需要测出试样的1,,m n m f f f ，测量1,m m f f 时，将转接器开关拨到2T R ，测量n f 时将转接器开关拨到3T R ，注意观察输出电压，当输出电压出现第一个峰值时，此时的信号频率即为m f ，继续调节输入信号频率，当输出电压出现第一个谷值时，此时频率为n f ，当输出电压出现第二个峰值时，此时的输入信号频率为1m f 。 5.用NW1232低频频率特性测试仪测量1,,m n m f f f 时，选扫频方式为“线性”，检波方式为“线性”，调节扫频宽度可观测到频率特性曲线，再将扫频方式改为“手动”，可在相应位置测出1,,m n m f f f 。 6.ZJ-3A 静态33d 测量仪使用方法见附页。 七、实验步骤： 1、用薄圆片试样（PZT-4，PZT-5二种）测试材料的δεσtg k T p ,,,33 2、用薄长方片试样（PZT-4，PZT-5二种）测试材料的3111 31),(,d Y S k E