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环氧改性有机硅树脂技术研究与发展2010/1/7/06:00 来源：涂料与涂装资讯网作者：刘宝成刘宝成( 中海油常州涂料化工研究院 , 江苏常州 213016摘要:采用低相对分子质量的乙氧基硅烷,通过水解制备出m(R∶m(Si=1.6±0.1,m(Ph∶m(Me=1.4±0.1的有机硅中间体,与E-20环氧树脂反应制备了环氧改性有机硅树脂。
通过原子力显微镜照片分析:所制备的树脂膜平均粗糙度只有2nm;气相色谱分析结果表明:反应过程中收集到的低沸物中含有2.3%的乙醇;凝胶渗透色谱(GPC对树脂相对分子质量测量说明聚合物试样的多分散性是很小的,表明树脂改性接枝成功。
用气相色谱分析反应过程中收集到的低沸物,并通过计算来表征环氧改性有机硅树脂改性接枝率,本研究树脂的接枝率达到87%。
关键词:环氧;有机硅;改性;分析0引言环氧改性有机硅树脂集环氧树脂和有机硅树脂优良特性为一体,因其具有良好的机械性能和优异的热稳定性、防腐蚀性、电绝缘性、耐高低温性、耐电晕、耐辐射、耐潮湿及耐化学介质等性能而得到广泛应用[1],成为特种涂料中使用最多、应用范围最广的特种树脂品种之一。
有机硅聚合物的溶解度参数与环氧树脂的相差较大,根据相似相容的原则,两者的相容性比较差,通过机械搅拌混合在一起时,由于两相界面张力大,呈多相分离结构,反应的均匀性和难度较大,特别是在改性量为30%～70%时,要制备高性能和贮存稳定的均匀树脂较困难;另外如何对改性接枝率进行表征也是难点。
本研究采用环氧树脂与自制有机硅中间体反应来制备环氧改性有机硅树脂。
研究了合成工艺、反应介质等对树脂合成的影响,并通过大型仪器分析对树脂结构进行表征,确证反应的终点。
1实验1.1主要设备与仪器四口烧瓶:带有分水器和冷却系统;胶化板:自制;SPA-300HV原子力显微镜:日本精工SII公司;Agilent6890气相色谱仪:美国安捷伦科技公司;GPC-200凝胶渗透色谱:英国质谱公司。
双酚F环氧树脂的有机硅改性及低粘度固化体系研究一、简述随着现代科技的飞速发展，新材料的研究与应用变得越来越重要。
双酚F环氧树脂作为一种高性能热固性塑料，因其优异的绝缘性能、机械性能和尺寸稳定性，在电子元器件、复合材料等领域得到了广泛应用。
其较高的粘度和固化速度在一定程度上限制了其应用范围。
本研究致力于开发一种有机硅改性双酚F环氧树脂及其低粘度固化体系，旨在提高其性能并拓宽其应用领域。
在本研究中，我们首先对双酚F环氧树脂进行了有机硅改性。
通过在环氧树脂分子链上引入有机硅链段，成功降低了环氧树脂的粘度，提高了其固化性能。
有机硅改性还可以增强环氧树脂与固化剂之间的相容性，从而提高固化物的性能。
为了进一步提高固化速度并降低固化温度，我们进一步研究了双酚F环氧树脂与低粘度固化剂之间的配伍关系。
通过调整固化剂的种类和用量，以及优化固化条件，我们成功地获得了一种低粘度、高固化速度的固化体系。
该固化体系不仅能够显著提高双酚F环氧树脂的固化效率，还能降低固化过程中的能耗和成本。
本研究通过综合运用有机硅改性和低粘度固化体系技术，成功开发出一种具有优异性能的双酚F环氧树脂固化物。
该固化物在保持高环氧当量的基础上，具有较低的粘度和较快的固化速度，为双酚F环氧树脂在电子元器件、复合材料等领域的应用提供了有力的技术支持。
本研究也为高分子材料领域的研究提供了新的思路和方法。
1.1 研究背景和意义随着科学技术的不断发展，电子产品正以惊人的速度更新换代。
这不仅促进了现代科技的发展，也对材料性能提出了更高的要求。
环氧树脂作为一种重要的热固性塑料，因其优异的粘附性、电气性能以及化学稳定性而被广泛应用于电子元件的制造过程中。
传统的环氧树脂存在固化速度慢、固化收缩率大等问题，这些问题在一定程度上限制了其在高端领域的应用。
为了克服这些难题，研究者们对环氧树脂进行了大量的改性研究，其中有机硅改性作为一种有效的方法受到了广泛关注。
有机硅改性环氧树脂不仅继承了环氧树脂的优良性能，还通过引入硅元素打破了传统的固化历程，实现了固化速度的显著提升和挥发分排放的降低。
环氧树脂如何进行表面改性环氧树脂是一种广泛应用于涂料、复合材料、电器绝缘材料等领域的热固性塑料。
其性能优良，但在实际应用中存在一些问题，例如黏附性差、耐候性差等。
因此，如何对环氧树脂进行表面改性，提高其性能，成为研究的热点之一。
一、表面处理法表面处理法是一种简单有效的改性方式。
主要有以下几种方法。
1、化学处理法化学处理法是利用特定的化学试剂处理环氧树脂表面，形成化学键，提高环氧树脂的表面活性和黏附性。
常用的化学试剂有酸、碱、有机硅、硅酸盐等。
其中，有机硅和硅酸盐是目前应用较广泛的化学试剂。
有机硅是一种无色透明的液态物质，具有极强的亲水性和覆盖性。
通过在环氧树脂表面覆盖一层有机硅分子，可以大大提高环氧树脂的表面活性和黏附性。
硅酸盐是一种中性物质，可以在环氧树脂表面形成化学键。
硅酸盐的改性效果优于有机硅，在环氧树脂涂层中应用较广泛。
2、放电处理法放电处理法是利用高压电场在环氧树脂表面形成微弱等离子体，在等离子体作用下使环氧树脂表面产生化学反应，形成化学键，提高环氧树脂的表面活性和黏附性。
该方法无需使用化学试剂，对环境无污染，是一种环保的表面处理方法。
3、光气处理法光气处理法是利用紫外线和氧气作用在环氧树脂表面产生光化学反应，形成羟基等官能团。
通过这些官能团可以形成与其他物质的化学键，提高环氧树脂的黏附性。
该方法适用于对环氧树脂表面粘附物清除较彻底的情况。
二、表面涂层法表面涂层法是在环氧树脂表面涂覆一层改性材料，以提高环氧树脂的性能。
目前应用较多的表面涂层材料有丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇酸酯等。
1、丙烯酸酯丙烯酸酯分子具有极强的极性和覆盖性，可以覆盖在环氧树脂表面形成一层保护层。
该保护层可以提高环氧树脂的耐热性、耐候性、抗紫外线能力等。
2、聚乙烯醇聚乙烯醇是一种无毒无害的高分子材料，具有极强的亲水性。
将聚乙烯醇涂覆在环氧树脂表面可以提高环氧树脂的表面活性和黏附性，对环保无污染。
三、表面修饰法表面修饰法是通过在环氧树脂表面引入一定官能团，在官能团作用下形成化学键，提高环氧树脂的性能。
一种环氧有机硅树脂合成探究【摘要】环氧树脂是重要的热固性树脂；有机硅树脂兼有无机和有机材料的双重性能。
利用环氧树脂改性有机硅树脂，结合两者的优点，可大大提高有机硅综合性能。
本文阐述了有机硅改性环氧树脂原理及应用，着重对环氧有机硅树脂合成进行探究。
【关键词】有机硅；环氧树脂；改性；合成1 概述环氧树脂是一类高分子化合物的总称，其分子结构中含有2个或2个以上环氧基，使用适当化学试剂，该化合物可形成三维网状固化物。
环氧树脂作为胶粘剂、涂料和复合材料等的树脂基体，其制品防水、防霉，耐腐蚀，突出特点是：机械性能、电绝缘性能优良，化学稳定性好，树脂固化收缩率小。
环氧树脂制品不仅使用性能良好，其性价比也较高。
这些突出优点使其在机械、化工、航空、家电、汽车、水利、建筑工业等多方面得到广泛的应用。
是应用领域最为广泛的一类热固性树脂[1]。
然而环氧树脂材料中三维立体交联网状结构，使分子链间缺少滑动，碳一碳键、碳一氧键键能较小，表面能较高，内应力较大、发脆、高温下易降解、易受水影响[2]。
纯环氧树脂的缺点限制其在一些高科技领域的发展。
环氧树脂材料的性能急需改进，使其具有更优异的综合性能，以拓宽其应用范围，满足各方面的需求[3]。
有机硅树脂（即聚硅氧烷），是一类由硅原子和氧原子交替连结组成骨架，不同的有机基团再与硅原子连结的聚合物的统称。
有机硅树脂的分子结构兼具“有机基团”和“无机结构”。
因而它将有机物特性和无机物功能集于一身。
有机硅树脂的优点在于：具有优异的热氧化稳定性和电绝缘性能；表面能低；耐热性、耐候性较好；防水、防霉菌等。
缺点是：但是其力学性能、附着力、耐磨性、耐溶剂性较差，成本较高[2]。
结合环氧树脂和有机硅两种材料的优点，弥补两者的不足，可合成兼具两者优点的有机硅环氧树脂。
2 有机硅改性环氧树脂原理及应用是否有一种方法在能降低环氧树脂内应力的同时还能增加其韧性、耐高温性等性能？答案是有。
近年来发展起来的—有机硅改性环氧树脂技术就提供了一种思路。
环氧改性有机硅树脂环氧改性有机硅树脂是一种将有机硅化合物引入环氧树脂体系的改性方法，以提高其性能和附着力。
有机硅树脂是由有机官能团与硅原子通过硅氧键连接而成的高分子化合物，具有特殊的化学结构和性能。
环氧树脂是一种重要的工程塑料，具有良好的物理性能、机械性能和耐化学腐蚀性能。
将有机硅引入环氧树脂中，能够使得环氧树脂具备更多的优良性能，广泛应用于电子电器、建筑材料、航空航天等领域。
1.良好的耐热性和耐化学性。
有机硅树脂有一定的热稳定性和耐化学腐蚀性，因此能够提高环氧树脂体系的耐高温性和耐化学腐蚀性。
2.优异的电绝缘性能。
有机硅树脂中的硅氧键使得其具有良好的电绝缘性能，能够减少电子电器设备中的漏电和电磁干扰。
3.良好的粘附性。
有机硅树脂具有较强的附着力，能够有效提高环氧树脂的涂层附着力，延长涂层寿命。
4.低表面能和耐污染性。
有机硅树脂具有低表面能，能够减少纳米颗粒、尘埃等杂质对材料的粘附，提高材料的自洁性和耐污染性。
5.耐候性和耐老化性。
有机硅树脂具有较好的耐候性和耐老化性，不易因环境因素而发生断裂、氧化等现象。
在实际应用中，环氧改性有机硅树脂具有广泛的用途。
在电子电器领域，常用于制作电子封装材料、电子胶粘剂等，能够提高器件的密封性和耐湿性。
在建筑材料领域，可用于制作高性能涂料、地板材料等，提高材料的抗污染性和耐用性。
在航空航天领域，可用于制作航空用胶粘剂、密封剂等，提高产品的耐高温性和耐候性。
总而言之，环氧改性有机硅树脂具有多种优异性能，可以满足不同领域的需求。
随着科技的不断发展，对材料性能的要求也日益提高，环氧改性有机硅树脂有望在更多领域得到应用。
有机硅改性环氧树脂研究
有机硅改性环氧树脂是一种将有机硅化合物与环氧树脂进行混合改性的复合材料。
其改性主要通过有机硅化合物与环氧树脂分子间的相互作用来提高树脂的性能，并使其具有更好的耐热、抗溶剂、机械强度和耐化学腐蚀等特性。
1.有机硅改性环氧树脂的合成方法：
通过在合成环氧树脂的过程中引入有机硅化合物，或是在树脂合成完成后通过溶液混合的方式将有机硅化合物与环氧树脂混合改性。
其中，有机硅化合物可以是环氧硅烷、环氧硅烷预聚物等。
2.有机硅改性环氧树脂的物理性能研究：
研究有机硅改性环氧树脂的物理性能，如热性能、力学性能、耐溶剂性能、耐化学腐蚀性能等。
通过对改性树脂的热分析、力学性能测试、溶液浸泡试验、腐蚀性能测试等手段，了解树脂在不同环境下的性能表现。
3.有机硅改性环氧树脂的应用研究：
将有机硅改性环氧树脂应用于实际工程中，如涂料、粘合剂、复合材料等领域。
通过研究改性树脂在不同应用领域中的性能表现，评估其在工程实践中的可行性和应用潜力。
4.有机硅改性环氧树脂的改性机理研究：
研究有机硅化合物与环氧树脂分子间的相互作用机理，探讨其在改性过程中的影响因素和作用机制。
通过对树脂结构的变化、界面相互作用等方面的研究，揭示有机硅改性对环氧树脂性能改善的原因和机制。
以上是有机硅改性环氧树脂研究的一些主要内容和方向，通过不断的实验和测试，探索有机硅改性环氧树脂的性能和应用，并深入研究其改性机理，将有助于进一步提高环氧树脂的性能，拓展其应用范围。
环氧树脂新型有机硅改性剂Novel Organic Silane Modifier for Epoxy Resin洪晓斌,谢凯,肖加余(国防科学技术大学航天与材料工程学院,长沙410073)HONG Xiao-bin , XIE Kai , XIAO Jia-yu (College of Aerospace and MaterialEngineering, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China)摘要:研究了含酚羟基有机烷氧基硅烷及3,3′,3″-三羟基苯氧基硅烷三缩水甘油醚两种新型有机硅改性剂对双酚F环氧树脂力学性能及热性能的影响。
研究结果表明,两种改性剂均可有效提高环氧树脂浇铸体的韧性,提高其抗开裂指数,降低线胀系数。
3,3′,3″-三羟基苯氧基硅烷三缩水甘油醚改性剂在提高环氧树脂的力学性能的同时,保持固化物较高的玻璃化温度,并可降低双酚系环氧树脂基体的粘度。
关键词:环氧树脂;有机硅;改性;力学性能;热性能中图分类号:O631.2文献标识码:A文章编号:1001-4381(2007)06-0046-04 Abstract:Novel organic silane of 3,3′-dihydroxyldiphenoxydimethyl alkoxy silane and 3,3′,3″-tri-hydroxyldiphenoxydimethylalkoxy silane triglycidyl ether for epoxy resin modification were synthe-sized .Their influence on mechanical and thermal properties of crosslinked bisphenol F epoxy resinwere studied. It was showed that the toughness of crosslinked bisphenol F epoxy resin were improvedefficiently, the thermal expansion coefficient belowTgwere reduced, the internal stress decreased andthe crack resistance index improved. Bisphenol F epoxy resin modified by 3,3′,3″-trihydroxyldiphe-noxydimethylalkoxy silane triglyc idyl ether remain highTgtemperature. Meanwhile the mechanicalproperties improved,and viscosity of bisphenol eopoxy resin matrix decreased.Key words:epoxy resin; organic alkoxy silane; modification; mechanical property;thermal property有机硅具有热稳定性好、低表面能、低温柔韧性、耐候、憎水、耐氧化、介电强度高等优点,用有机硅改性环氧树脂是近年来发展起来的既能降低环氧树脂内应力,又能增加环氧树脂韧性、耐高温性等性能的有效途径。
