环氧合成
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合成环氧树脂的工作任务1.环氧树脂概述环氧树脂是分子中含有两个以上环氧基团()的合成树脂。
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。
环氧树脂中含有多种可发生不同功能作用的基团,如环氧基、醚键(-O-)、羟基和苯环,其中环氧基可发生交联反应,醚键耐水解性能优良,羟基发挥粘结作用,苯环发挥耐腐蚀性与耐热性好的作用。
因此固化后的环氧树脂具有坚韧、收缩率低、耐水、耐化学腐蚀、耐有机溶剂、可与许多材料牢固粘结等优点。
与其他热固性树脂相比,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。
环氧树脂具有优良的工艺性能、机械性能和物理性能,几乎能适应和满足各种不同使用性能和工艺性能的要求,因而在电子、机械、化工、航空、交通运输等工业部门得到广泛的应用,这是其他热固性树脂所无法相比的,如今环氧树脂已成为国民经济发展中不可缺少的材料。
环氧树脂的产量和应用水平,也能从一个侧面反映一个国家工业技术的发达程度。
环氧树脂的种类很多,并且不断有新品种出现。
在所有环氧树脂中,生产最早、产量最大、应用最广的是双酚A型环氧树脂。
因为其原材料易得、成本最低,在我国其产量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%。
又因其用途最广,故被称为通用型环氧树脂。
2. 环氧树脂产品开发项目任务书环氧树脂产品《产品开发任务书》如表12-1。
表12-1 产品开发项目任务书编号:XXXXXX项目名称内容技术要求执行标准专业指标理化指标注:一式三联。
一联技术总监留存,一联交技术部经理,一联交项目负责人。
有关环氧树脂的国家标准(1)基础标准GB/T1630—1989 环氧树脂命名GB/T2035—1996 塑料术语及其定义(2)产品标准GB/T13657—1992 双酚A型环氧树脂(3)方法标准GB/T4612—1984 环氧化合物环氧当量的测定GB/T4613—1984 环氧树脂和缩水甘油醚无机氯的测定(4)、皂机氯的测定GB/T4618—1984 环氧树脂和有关材料易皂化氯的测定(5)加德纳色度法GB/T12007.1—1989 环氧树脂颜色测定方法加德纳色度法GB/T12007.2—1989 环氧树脂钠离子测定方法GB/T12007.3—1989 环氧树脂总氯含量测定方法GB/T12007.4—1989 环氧树脂粘度测定方法GB/T12007.5—1989 环氧树脂密度的测定方法、比重瓶法GB/T12007.6-1989 环氧树脂软化点测定方法环球法GB/T12007.7—1989 环氧树脂凝胶时间测定方法Q/5S69—94 环氧化合物环氧当量的测定—溴化氢-冰乙酸非水滴定法(中国航空总公司第014中心标准)12.2 合成环氧树脂的工作任务分析12.2.1 双酚A型环氧树脂及相关指标1.双酚A型环氧树脂双酚A型环氧树脂又称为二酚基丙烷型环氧树脂,是由二酚基丙烷(双酚A)和环氧氯丙烷在碱性催化剂(NaOH)作用下缩聚而成的树脂产品。
环氧合成的简单介绍
环氧合成是一种重要的有机合成方法,其主要原理是通过对芳香烃或烯烃等化合物进行环氧化反应,从而在分子中引入一个三元环氧基团。
环氧基团可以进一步被开环反应打开,形成羟基、醛基、羧基等官能团。
环氧合成具有选择性高、反应条件温和、反应产物易于分离纯化等优点,因此在有机合成中具有广泛的应用。
环氧化反应的常用试剂包括过氧化苯甲酰(BPO)、三氟乙酸过氧化物(TFP)等。
在反应中,这些试剂可以与烯烃或芳香烃等底物发生氧化反应,并在分子中引入一个环氧基团。
反应条件一般为室温下,在有机溶剂中进行。
环氧基团一旦形成,可以通过酸催化、碱催化等方法打开。
例如,环氧化丙烷可以通过酸催化打开,生成丙醇;也可以通过碱催化打开,生成丙醛或丙酮。
除了上述常规的环氧合成方法,还有一些新颖的环氧化反应被人们所发现。
例如,近年来,卤代苯和叠氮芳烃的反应被发现可以实现环氧化反应,从而形成环氧丙烷等化合物。
这种反应可以通过金属催化、生物催化等方法实现。
总之,环氧合成是一种重要的有机合成方法,具有广泛的应用前景。
在未来,随着新颖反应的不断发现和优化,环氧合成技术将会得到进一步的提升和发展。
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合成环氧树脂的工作任务1.环氧树脂概述环氧树脂是分子中含有两个以上环氧基团()的合成树脂。
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。
环氧树脂中含有多种可发生不同功能作用的基团,如环氧基、醚键(-O-)、羟基和苯环,其中环氧基可发生交联反应,醚键耐水解性能优良,羟基发挥粘结作用,苯环发挥耐腐蚀性与耐热性好的作用。
因此固化后的环氧树脂具有坚韧、收缩率低、耐水、耐化学腐蚀、耐有机溶剂、可与许多材料牢固粘结等优点。
与其他热固性树脂相比,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。
环氧树脂具有优良的工艺性能、机械性能和物理性能,几乎能适应和满足各种不同使用性能和工艺性能的要求,因而在电子、机械、化工、航空、交通运输等工业部门得到广泛的应用,这是其他热固性树脂所无法相比的,如今环氧树脂已成为国民经济发展中不可缺少的材料。
环氧树脂的产量和应用水平,也能从一个侧面反映一个国家工业技术的发达程度。
环氧树脂的种类很多,并且不断有新品种出现。
在所有环氧树脂中,生产最早、产量最大、应用最广的是双酚A型环氧树脂。
因为其原材料易得、成本最低,在我国其产量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%。
又因其用途最广,故被称为通用型环氧树脂。
2. 环氧树脂产品开发项目任务书环氧树脂产品《产品开发任务书》如表12-1。
表12-1 产品开发项目任务书编号:XXXXXX注:一式三联。
一联技术总监留存,一联交技术部经理,一联交项目负责人。
有关环氧树脂的国家标准(1)基础标准GB/T1630—1989 环氧树脂命名GB/T2035—1996 塑料术语及其定义(2)产品标准GB/T13657—1992 双酚A型环氧树脂(3)方法标准GB/T4612—1984 环氧化合物环氧当量的测定GB/T4613—1984 环氧树脂和缩水甘油醚无机氯的测定(4)、皂机氯的测定GB/T4618—1984 环氧树脂和有关材料易皂化氯的测定(5)加德纳色度法GB/T12007.1—1989 环氧树脂颜色测定方法加德纳色度法GB/T12007.2—1989 环氧树脂钠离子测定方法GB/T12007.3—1989 环氧树脂总氯含量测定方法GB/T12007.4—1989 环氧树脂粘度测定方法GB/T12007.5—1989 环氧树脂密度的测定方法、比重瓶法GB/T12007.6-1989 环氧树脂软化点测定方法环球法GB/T12007.7—1989 环氧树脂凝胶时间测定方法Q/5S69—94 环氧化合物环氧当量的测定—溴化氢-冰乙酸非水滴定法(中国航空总公司第014中心标准)12.2 合成环氧树脂的工作任务分析12.2.1 双酚A型环氧树脂及相关指标1.双酚A型环氧树脂双酚A型环氧树脂又称为二酚基丙烷型环氧树脂,是由二酚基丙烷(双酚A)和环氧氯丙烷在碱性催化剂(NaOH)作用下缩聚而成的树脂产品。
环氧树脂合成
环氧树脂是一种重要的高分子材料,其具有优良的物理性质和化学性质,广泛应用于涂料、粘合剂、复合材料等领域。
环氧树脂的合成方法有多种,下面将介绍其中几种常见的合成方法。
1. 酚酞法
酚酞法是一种传统的环氧树脂合成方法,其原理是通过酚和酞反应生成间苯二酚,在间苯二酚和环氧化剂(如环氧丙烷)反应得到环氧树脂。
这种方法简单易行,但由于生成的间苯二酚难以纯化,所以得到的环氧树脂品质较差。
2. 芳香胺法
芳香胺法是另一种常见的环氧树脂合成方法,其原理是通过芳香胺和芳香二羰基化合物反应得到芳香胺-芳香羰基中间体,在中间体和环氧化剂反应得到环氧树脂。
这种方法可以得到高品质的环氧树脂,但需要使用较多的溶剂和催化剂,对环境造成一定影响。
3. 酸催化法
酸催化法是一种新型的环氧树脂合成方法,其原理是通过酸催化剂促进芳香胺和芳香二羰基化合物反应生成中间体,在中间体和环氧化剂反应得到环氧树脂。
这种方法具有反应速度快、产率高、操作简便等优点,但需要使用强酸催化剂,对设备要求较高。
4. 环氧丙烷法
环氧丙烷法是一种直接用环氧丙烷与多元醇或多元胺反应得到的环氧树脂。
这种方法具有简单易行、产率高、品质好等优点,但需要使用大量的环氧丙烷,成本较高。
总体来说,不同的合成方法各有优缺点,可以根据具体需要选择适合的方法。
在实际应用中,还可以通过改变配方、添加助剂等方式来改善环氧树脂的性能。
环氧树脂生产工艺WORD格式--可编辑--专业资料环氧树脂1、定义及发展史1.1定义环氧树脂(EpoxyResin)是泛指含有2个或两个以上环氧基,以脂肪族或芳香族为主链的高分子预聚物。
(某些环氧化合物因具有环氧树脂的基本属性在称呼时也被不加区别地称为环氧树脂)。
典型的环氧树脂结构为:化学名称:双酚A二缩水甘油醴英文名称:DiglycidyletherofbisphenolA(缩写DGEBPA)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重要的指标。
描述环氧基含量有3种不同的方法。
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,随着分子是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。
如果在树脂的链段中没有支链,是线型分子,链段的两端都是以一个环氧基为终止,那么环氧当量将是树脂平均分子量的一半。
由此可推导出,分子量=环氧当量X2,这一公式只适用于上述理想状态。
环氧当量这个物理量常被美国、欧洲各国、日本等国采用。
环氧值每100g树脂中所含有环氧在的物质的量(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概念。
环氧质量分数每100g树脂中含有环氧基的质量(克)。
这一物理量是俄罗斯、东欧各国所惯用的。
3种表示方式之间的互相换算公式如下:环氧基分子量为43/mol环氧质量分数=环氧基分子量环X环氧值环氧树脂是一种以液态到固态的物质。
它几乎没有单独的使用价值,一般只有和固化剂反应生成三维网状结构的不溶不熔聚合物才有应用价值。
因引环氧树脂归属于热固性的树脂范畴。
这种由预聚体变成固化产物。
按其用途分别称为环氧树脂涂层、环氧树脂胶粘剂、环氧树脂层压板、环氧树脂浇铸料等。
1.2发展史环氧树脂的发明曾经历了相当长的时期,它的工业化生产和应用仅是近40年的事情。
环氧树脂合成反应环氧树脂是一种多元热固性聚环氧化物材料,它是工程应用中最常用的热固性聚合物之一。
它可以与多种固化剂进行交联固化,形成不溶解、高熔点的三维网状结构的高聚物。
环氧树脂具有优异的机械强度、耐冲击性、基底粘附性和耐化学腐蚀性,在粘合剂、涂料等领域有广泛的应用。
一、环氧树脂的合成方法最常见的环氧树脂类型是双酚A型环氧树脂,它占据了环氧树脂总产量的85%以上。
双酚A型环氧树脂的合成是通过双酚A和环氧氯丙烷在氢氧化钠催化下反应制得的。
双酚A和环氧氯丙烷都是二官能度化合物,因此合成的树脂是线型结构。
双酚A型环氧树脂的分子量通常受到两种原料比例的影响,增加环氧氯丙烷的比例会导致分子量降低。
合成环氧树脂的方法有两种:一是将双酚A和环氧氯丙烷在氢氧化钠的催化下同时进行缩聚反应,即开环和闭环在同一反应条件下进行。
这种方法的工艺成熟,目前国内生产的E-44树脂多采用这种方法。
二是将开环和闭环反应分为两步进行。
首先让双酚A和环氧氯丙烷进行醚化反应,生成氯醇醚。
当羟基转化率达到80%~90%后,再一次性加入NaOH水溶液进行闭环反应。
在醚化反应时,也可以选择铵盐、胆碱等作为催化剂。
有时在醚化反应结束后,还会进行环氧氯丙烷的回收处理。
在环氧化反应时,引入适量的溶剂(如甲苯)可以促进反应进行。
二、环氧树脂特点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大的大的差别。
所以正确地做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。
环氧树脂的合成环氧树脂的合成环氧树脂的种类繁多,不同类型的环氧树脂的合成方法不同。
环氧树脂的合成方法主要有两种:(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。
本节主要介绍双酚A型环氧树脂、酚醛型环氧树脂、部分脂环族环氧树脂以及缩水甘油胺类多官能团环氧树脂的合成方法。
一、双酚A型环氧树脂的合成(1)合成原理双酚A型环氧树脂又称为双酚A缩水甘油醚型环氧树脂,因原料来源方便、成本低,所以在环氧树脂中应用最广,产量最大,约占环氧树脂总产量的85%以上。
双酚A型环氧树脂是由双酚A和环氧氯丙烷在氢氧化钠催化下反应制得的,双酚A和环氧氯丙烷都是二官能度化合物,所以合成所得的树脂是线型结构。
反应原理如下:C OH HOCH 3CH 3+CH 2ClCHOCH 2NaOH(n +1)(n +2)C CH 3CH 3OCH 2CHOHCH 2OOCH 2CHO C CH 3CH 3OCH 2CHCH 2O nCH 2双酚A 型环氧树脂实际上是由低分子量的二环氧甘油醚、双酚A 以及部分高分子量聚合物组成的,双酚A 与环氧氯丙烷的摩尔配比不同,其组成也就不同:C OHHOCH 3CH 3CH 2ClCHO CH 2NaOHC OHOCH 3CH 3CH 2ClCH OH CH 2NaOHC OHOCH 3CH 3CH 2CH OCH 2C O HOCH3CH3CH2CHOCH2CH2ClCHOCH2NaOHC O CH3CH3CH2CHOCH2CH2CHCH2OC O HOCH3CH3CH2CHOCH2C OHHOCH3CH3NaOHC O HOCH3CH3CH2CHOHCH2C OHOCH3CH3可以看出,环氧氯丙烷与双酚A的摩尔比必须大于1︰1才能保证聚合物分子末端含有环氧基。
环氧树脂的相对分子质量随双酚A和环氧氯丙烷的摩尔比的变化而变化,一般说来,环氧氯丙烷过量越多,环氧树脂的相对分子质量越小。