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环氧树脂的固化原理环氧树脂的固化原理环氧树脂硬化反应的原理,目前尚不完善,根据所用硬化剂的不同,一般认为它通过四种途径的反应而成为热固性产物.（1）环氧基之间开环连接；（2）环氧基与带有活性氢官能团的硬化剂反应而交联；（3）环氧基与硬化剂中芳香的或脂肪的羟基的反应而交联；（4）环氧基或羟基与硬化剂所带基团发生反应而交联.不同种类的硬化剂,在硬化过程中其作用也不同.有的硬化剂在硬化过程中,不参加到本分子中去,仅起催化作用,如无机物.具有单反应基团的胺、醇、酚等,这种硬化剂,叫催化剂.多数硬化剂,在硬化过程中参与大分子之间的反应,构成硬化树脂的一部分,如含多反应基团的多元胺、多元醇、多元酸酐等化合物.1、胺类硬化剂胺类硬化剂—般使用比较普遍,其硬化速度快,而且黏度也低,使用方便,但产品耐热性不高,介电性能差,并且硬化剂本身的毒性较大,易升华.胺类硬化剂包括；脂肪族胺类、芳香族胺类和胺的衍生物等.胺本身可以看作是氮的烷基取代物,氨分子（NH3）中三个氢可逐步地被烷基取代,生成三种不同的胺.即：伯胺（RNH2）、仲胺（R2NH)）和叔胺（R3N）.由于胺的种类不同,其硬化作用也不同：（1）伯胺和仲胺的作用含有活泼氢原子的伯胺及仲胺与环氧树脂中的环氧基作用.使环氧基开环生成羟基,生成的羟基再与环氧基起醚化反应,最后生成网状或体型聚合物.（2）叔胺的作用与伯胺、仲胺不同,它只进行催化开环,环氧树脂的环氧基被叔胺开环变成阴离子,这个阴离子又能打开一个新的环氧基环,继续反应下去,最后生成网状或体型结构的大分子.2、酸酐类硬化剂酸酐是由羧酸（分子结构中含有羧基—COOH）与脱水剂一起加热时,两个羧基除去一个水分子而生成的化合物.酸酐类硬化剂硬化反应速度较缓慢,硬化过程中放热少,使用寿命长,毒性较小,硬化后树脂的性能（如力学强度、耐磨性、耐热性及电性能等）均较好.但由于硬化后含有酯键,容易受碱的侵蚀并且有吸水性,另外除少数在室温下是液体外.绝大多数是易升华的固体,而且一般要加热固化.酸酐和环氧树脂的硬化机理,至今尚未完全阐明,比较公认的说法如下：酸酐先与环氧树脂中的羟基起反应而生成单酯,第二步由单酯中的羟基和环氧树脂的环氧基起开环反应而生成双酯,第三步再由其中的羟基对环氧基起开环作用,生成醚基,所以可得到既含醚键,又含有酯基的不溶不熔的体型结构.除了上述反应之外,第一步生成的单酸中的羧基也可能与环氧树脂分子上的羟基起酯化反应,生成双酯.但这不是主要的反应.3、树脂类硬化剂含有硬化基团的一NH一,一CH2OH,一SH,一COOH,一OH等的线型合成树脂低聚物,也可作为环氧树脂的硬化剂.如低分子聚酰胺．酚醛树脂,苯胺甲醛树脂,三聚氰胺甲醛树脂,糠醛树脂,硫树脂,聚酯等.它们分别能对环氧树脂硬化物的耐热性,耐化学性,抗冲击性,介电性,耐水性起到改善作用.常用的是低分子聚酰胺和酚醛树脂.（1）低分子聚酰胺不同于尼龙型的聚酰胺.它是亚油酸二聚体或是桐油酸二聚体与脂肪族多元胺,如乙二胺、二乙烯三胺反应生成的一种琥珀色粘稠状树脂.由于原材料的性质,反应组分的配比和反应条件不同,低分子聚酰胺的性质差别很大.它们的分子量在500~9000之间,有熔点很高,胺值很低的固态树脂,也有胺值为300的液态树脂.其中胺值是低分子聚酰胺活性的描述,胺值高的活性大,与环氧树脂反应速度快,但可使用期短,胺值低的活性小,与环氧树脂反应速度慢,但可使用期长,表1列举了几种低分子聚酰胺的牌号及性能.表1 低分子聚酰胺牌号及性能举例牌号200300400650651原料亚油酸二聚体与三乙烯四胺亚油酸二聚体与三乙烯四胺桐油酸二聚体与二乙烯三胺——色泽棕红色黏流体棕红色黏流体棕色黏流体棕色黏流体浅黄色液体密度g／cm30.96~0.980.96~0.980.970~0.9900.7~0.99胺值215±15305±15200±20200±20300黏度（40℃）mPa·s20000~80000600~200015000~50000——低分子聚酰胺分子中有各种极性基团,如仲胺基.伯胺基以及酰胺基,硬化后的环氧树脂对各种金属、木材、玻璃和塑料有良好的粘附力.聚酰胺分子中有较长的脂肪碳链,起到内部增塑作用,因此硬化后的环氧树脂有一定的韧性.低分子聚酰胺与环氧树脂的配合比例一般从40／60到60／40.在此范围内,可获得较好的胶接强度,热稳定性和耐化学试剂作用.一般聚酰胺用量多,体系柔性及抗冲击性能好；环氧树脂比例高,高温下粘结强度比较高,耐化学试剂作用好.低分子聚酰胺作硬化剂特点是：无毒或低毒,挥发性小,易与环氧树脂混合,反应缓慢,一般多用作常温固化剂.（2）酚醛树脂酚醛树脂与环氧树脂的相互作用比较复杂, 热固性酚醛树脂中的羟甲基与环氧树脂中的羟基及环氧基起反应及酚醛树脂中的酚羟基与环氧基起开环醚化反应所以酚醛树脂能把环氧树脂从线型变成体型,环氧树脂也能把酚醛树脂从线型变成体型,彼此相辅相成,最后形成相互交联的不溶不熔的体型大分子.4、咪唑类固化剂咪唑类化合物是一种新型固化剂,可在较低温度下固化而得到耐热性优良的固化物,并且具有优异的力学性能.咪唑类化合物的反应活性根据其结构不同而有所不同.一般碱性愈强,固化温度愈低,在结构上受l位取代基影响较大.咪唑(1midaxole)是具有两个氮原子的五元环,一个氮原子构成仲胺,一个氮原子构成叔胺.所以咪唑类固化剂既有叔胺的催化作用,又有仲胺的作用.如2-乙基-4-甲基咪唑.。

环氧树脂固化原理
环氧树脂固化原理是指将环氧树脂与固化剂进行反应，形成一种坚硬、耐热、耐化学腐蚀等性能优良的三维网络结构。

环氧树脂的固化是一个聚合反应过程，其机理可以分为两个主要步骤：环氧基团的开环和固化剂与开环产物的反应。

首先，环氧基团的开环是环氧树脂固化的关键步骤。

环氧树脂分子中含有活性的环氧基团（C-O-C），在固化剂的作用下，
环氧基团会发生开环反应，使树脂分子链中的环氧基团打开，并形成一种缺氧的活性端基。

这个开环反应的过程可以通过热激活或者添加催化剂来促进。

接下来，环氧树脂的开环产物与固化剂发生反应，形成强固的三维网络结构。

常用的固化剂有多种，如胺类、酸类、酸酐类等。

这些固化剂中的官能团与环氧开环产物中的活性端基进行反应，形成共价键，将树脂分子彼此连接起来。

这个反应过程称为缩聚反应，通过缩聚反应，环氧树脂分子之间形成交联结构，使树脂呈现出固态的特性。

总的来说，环氧树脂固化原理可以归纳为环氧基团的开环和开环产物与固化剂的反应两个步骤。

通过这两个步骤的相互作用，环氧树脂能够形成坚固的结构，具有良好的物理、化学性能，被广泛应用于各个领域中。

环氧树脂与酸酥类固化剂在有无催化剂的条件下的固化机理1.酸酊固化环氧树脂体系比胺固化的体系具有更加优异的机械物理性能及高温稳定性能。

所以近年来它的应用十分广泛，但需要较高的固化温度和较长固化时间。

酸酊和环氧树脂的反应机理与其有无促进剂存在而有所不同，具体的情况如下： (1)无促进剂存在时首先由环氧树脂的羟基与酸酊反应生成含酯链的陵酸：Q β-C.√vvw'R <+H/:—CH --------------------------- to .C^O —CHz --CH ------------ √w√v、。

/1CH当然，仲羟基也可与另一个酸醉反应，重更以上步骤，最终引起环氧树脂的固化。

(2)促进剂存在时在有路易斯碱(如叔胺)作为促进剂时，首先是叔胺进攻酸醉生成竣酸盐阴离子:C√wwCH2*~~CH -----0—CHj —CH^—>vvwI OH生成的仲羟基再与另一个环氧基反应:然后按酸和环氧树脂的环氧基开环加成反应生成仲羟基:C-o-RCf、0+R 3N -一C/ O然后峻酸盐阴离子与环氧基反应生成氧阴离子：C-N +R 3 R ∖+HiC —CH --------- 'λλzw -------------)C-O-\/ 0『+C-NRjR∖C —0—CH 2—CH ——√ww、综上所述，不管是无促进剂的加成聚合反应还是有促进剂的阴离子聚合反应，酸酊固化机理可以概括为：开环一酯化一酸化不断反复进行，直到环氧树脂交联固化。

/C —NR 3 -C-O-C一N +R 3C ——0——CH2—CH ——/ww氧阴离子与另一个酸醉反应生成瘦酸盐阴离子：。

环氧树脂固化反应得原理环氧树脂固化反应得原理,目前尚不完善,根据所用固化剂得不同,一般认为它通过四种途径得反应而成为热固性产物。

(1)环氧基之间开环连接; (2)环氧基与带有活性氢官能团得固化剂反应而交联; (3)环氧基与固化剂中芳香得或脂肪得羟基得反应而交联; (4)环氧基或羟基与固化剂所带基团发生反应而交联。

不同种类得固化剂,在硬化过程中其作用也不同、有得固化剂在硬化过程中,不参加到本分子中去,仅起催化作用,如无机物。

具有单反应基团得胺、醇、酚等,这种固化剂,叫催化剂、多数固化剂,在硬化过程中参与大分子之间得反应,构成硬化树脂得一部分,如含多反应基团得多元胺、多元醇、多元酸酐等化合物。

1、胺类固化剂胺类固化剂—般使用比较普遍,其硬化速度快,而且黏度也低,使用方便,但产品耐热性不高,介电性能差,并且固化剂本身得毒性较大,易升华、胺类固化剂包括;脂肪族胺类、芳香族胺类与胺得衍生物等。

胺本身可以瞧作就是氮得烷基取代物,氨分子(NＨ3)中三个氢可逐步地被烷基取代,生成三种不同得胺。

即:伯胺(ＲNH2)、仲胺(R2NH))与叔胺(R3N)、由于胺得种类不同,其硬化作用也不同: (1)伯胺与仲胺得作用含有活泼氢原子得伯胺及仲胺与环氧树脂中得环氧基作用、使环氧基开环生成羟基,生成得羟基再与环氧基起醚化反应,最后生成网状或体型聚合物。

(2)叔胺得作用与伯胺、仲胺不同,它只进行催化开环,环氧树脂得环氧基被叔胺开环变成阴离子,这个阴离子又能打开一个新得环氧基环,继续反应下去,最后生成网状或体型结构得大分子。

2、酸酐类固化剂酸酐就是由羧酸(分子结构中含有羧基—ＣOOH)与脱水剂一起加热时,两个羧基除去一个水分子而生成得化合物。

酸酐类固化剂硬化反应速度较缓慢,硬化过程中放热少,使用寿命长,毒性较小,硬化后树脂得性能(如力学强度、耐磨性、耐热性及电性能等)均较好、但由于硬化后含有酯键,容易受碱得侵蚀并且有吸水性,另外除少数在室温下就是液体外。

3.8 环氧树脂通过逐步聚合反应的固化环氧树脂的固化剂，大致分为两类：（1）反应型固化剂可与EP分子进行加成，并通过逐步聚合反应的历程使它交联成体型网状结构。

特征：一般都含有活泼氢原子，在反应过程中伴有氢原子的转移。

如多元伯胺、多元羧酸、多元硫醇和多元酚等。

（2）催化型固化剂可引发树脂中的环氧基按阳离子或阴离子聚合的历程进行固化反应。

如叔胺、咪唑、三氟化硼络合物等。

3.8.1 脂肪族多元胺1、反应机理催化剂（或促进剂）：质子给予体促进顺序：酸≥酚≥水＞醇（催化效应近似正比于酸度）如被酸促进（先形成氢键）形成三分子过渡状态（慢）2、常用固化剂四乙烯五胺多乙烯多胺试比较它们的活性、粘度、挥发性与固化物韧性的相对大小？脂肪胺类固化剂的特点（1）活性高，可室温固化。

（2）反应剧烈放热，适用期短；（3）一般需后固化。

室温固化7d左右，再经2h/80~100℃后固化，性能更好；（4）固化物的热变形温度较低，一般为80~90 ℃；（5）固化物脆性较大；（6）挥发性和毒性较大。

课前回顾1、海因环氧树脂的结构式与主要性能特点？2、二氧化双环戊二烯基醚环氧树脂的特点？3、TDE-85环氧树脂的结构式与性能特点？4、脂肪族环氧树脂的特点及用途？5. 有机硅环氧树脂的特点？6、环氧树脂的固化剂可分为哪两类，分别按什么反应历程进行固化?特点是什么？两类固化剂的代表有哪些？7、脂肪族多元胺固化剂的催化剂有哪些？活性顺序是怎样的？8、常用的脂肪族多元胺有哪些？多乙烯多胺的结构通式？它们的活性与挥发性相对大小顺序？9、脂肪族多元胺类环氧固化剂的主要特点有哪些？3、化学计量胺的用量（phr）= 胺当量×环氧值胺当量= 胺的相对分子量÷胺中活泼氢的个数phr意义：每100份树脂所需固化剂的质量份数。

例题：分别用二乙烯三胺和四乙烯五胺固化E-44环氧树脂，试计算固化剂的用量（phr值）。

若E-44用10%的丙酮或者669（环氧值为0.75）稀释后（质量比为100:10），又如何计算? 胺当量（DETA）=103/5=20.6胺当量（TEPA）=189/7=27（1）未稀释，环氧值=0.44Phr（DETA）=0.44×20.6=9.1Phr（TEPA）=0.44×27=11.9（2）用丙酮稀释，环氧值=0.44×100/110=0.4Phr（DETA）=0.4×20.6=8.2Phr（TEPA）=0.4×27=10.8用669稀释，环氧值=0.44×100/110+0.75×10/110=0.468Phr（DETA）=0.468×20.6=9.6Phr（TEPA）=0.468×27=12.63.8.2 芳香族多元胺’二胺基二苯基甲烷（DDM）二胺基二苯砜（DDS）芳族多元胺固化剂的特点优点：固化物耐热性、耐化学性、机械强度均比脂肪族多元胺好。

uv 环氧树脂固化过程【实用版】目录1.UV 环氧树脂的固化过程概述2.UV 环氧树脂的固化原理3.UV 环氧树脂的固化方法4.UV 环氧树脂固化过程的影响因素5.UV 环氧树脂固化后的性能正文一、UV 环氧树脂的固化过程概述UV 环氧树脂是一种光固化树脂，主要由环氧树脂、光引发剂、添加剂等组成。

在紫外光的照射下，光引发剂吸收紫外光能量，产生活性自由基，引发环氧树脂的聚合反应，从而实现固化。

UV 环氧树脂具有良好的物理性能、化学性能和耐候性能，广泛应用于涂料、胶粘剂、印刷油墨等领域。

二、UV 环氧树脂的固化原理UV 环氧树脂的固化原理主要是光引发剂在紫外光的作用下产生活性自由基，这些活性自由基与环氧树脂中的环氧基发生加成反应，形成聚合物。

随着紫外光的持续照射，环氧树脂中的环氧基不断被消耗，树脂分子量逐渐增加，最终形成具有一定强度和韧性的固化物。

三、UV 环氧树脂的固化方法UV 环氧树脂的固化方法主要有以下几种：1.单组份固化：单组份固化是指环氧树脂中只含有光引发剂，无需添加其他固化剂。

这种方法操作简便，但固化速度较慢，不适用于大面积的涂装和粘接。

2.双组份固化：双组份固化是指环氧树脂分为两部分，一部分含有光引发剂，另一部分含有固化剂。

在使用时，将两部分混合均匀后进行固化。

这种方法固化速度快，适用范围广。

3.多组份固化：多组份固化是指环氧树脂分为三部分或更多，包括光引发剂、固化剂和其他添加剂。

在使用时，需要将各组分按一定比例混合均匀后进行固化。

这种方法可以调节固化速度和固化物的性能，但操作相对复杂。

四、UV 环氧树脂固化过程的影响因素UV 环氧树脂固化过程的影响因素主要包括以下几个方面：1.光引发剂的类型和含量：光引发剂的类型和含量直接影响 UV 环氧树脂的固化速度和固化物的性能。

不同类型的光引发剂对紫外光的吸收能力不同，含量过高或过低都会影响固化效果。

2.环氧树脂的类型和含量：环氧树脂的类型和含量对固化过程也有很大影响。

环氧树脂固化剂原理一、交联反应环氧树脂的固化过程是一种典型的交联反应，通过这种反应，环氧树脂由线型结构转变为网状结构。

固化过程中，环氧树脂中的环氧基与固化剂中的活泼氢发生反应，生成羟基。

这些羟基进一步相互反应，形成三维网状结构。

这种网状结构使得环氧树脂变得坚硬和耐热，从而实现了从液态到固态的转变。

二、固化剂种类环氧树脂的固化剂种类繁多，根据其性质和应用需求有多种分类方式。

根据固化机理，可以分为胺类、酸酐类、聚合物类等。

胺类固化剂如脂肪胺、芳香胺等，反应速度快，但耐热性较差；酸酐类固化剂如邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐等，耐热性好，但反应速度较慢；聚合物类固化剂如聚酰胺、酚醛树脂等，具有良好的综合性能。

三、温度与时间环氧树脂的固化过程受温度影响较大。

在室温下，固化反应速度较慢，需要较长时间才能完全固化。

提高温度可以加快固化反应速度，缩短固化时间。

但温度过高可能导致固化过度，产生裂纹或变形。

因此，选择合适的温度和时间是实现环氧树脂良好固化的关键。

四、催化剂在环氧树脂的固化过程中，催化剂起到了加速反应的作用。

催化剂的种类和用量对固化速度和固化产物的性能都有重要影响。

常见的催化剂有酸、碱、过渡金属化合物等。

选择合适的催化剂可以提高固化速度，改善固化产物的性能。

五、填料与改性为了改善环氧树脂的力学性能、电性能和热性能等，常常需要添加填料进行改性。

填料的选择和用量应根据具体的应用需求而定。

常用的填料有硅微粉、玻璃纤维、碳纤维等。

填料的加入可以降低成本、提高耐磨性、增强刚性等。

同时，填料还可以通过表面改性来改善与环氧树脂的相容性，进一步提高复合材料的性能。