环氧树脂的环氧值的测定及固化实验(精)

环氧灌封料浇注料常见问题作为环氧树脂的一个重要应用领域，灌封已广泛地用于电子器件制造业，成为电子工业不可缺少的重要绝缘材料。

随着制造和应用的发展，许多新兴企业常为遇到的一些问题而烦恼。

那么环氧灌封常见问题有哪些？中国环氧树脂行业协会的专家日前专门为此答疑解惑。

灌封，就是将液态环氧树脂复合物用机械或手工方式灌人装有电子元件、线路的器件内，在常温或加热条件下固化成为性能优异的热固性高分子绝缘材料。

首要关心的是灌封工艺，灌封产品的质量主要与产品结构设计、元件选择、组装及所用灌封材料密切相关，灌封工艺也是不容忽视的因素。

环氧树脂灌封有常态和真空2种灌封工艺，其中：环氧树脂、胺类常温固化灌封料一般用于低压电器，多采用常态灌封；环氧树脂、酸酐加热固化灌封料，一般用于高压电子器件灌封，多采用真空灌封工艺。

目前最常见的有手工真空灌封、机械真空灌封2种方式，而机械真空灌封又可以分为A、B 组分先混合脱泡后灌封，和先分别脱泡后混合灌封这2种情况。

据中国环氧树脂行业协会专家介绍，其工艺流程如下：一是手工真空灌封工艺；二是机械真空灌封工艺，包括先混合脱泡后灌封工艺和A、B先分别脱泡后混合灌封工艺。

相比之下机械真空灌封、设备投资大、维护费用高，但在产品的一致性、可靠性等方面明显优于手工真空灌封工艺。

无论何种灌封方式都应严格遵守给定的工艺条件，否则很难得到满意的产品。

灌封产品常出现的问题主要有：一是局部放电起始电压低，线间打火或击穿电视机、显示器行输出变压器，汽车、摩托车点火器等高压电子产品，常因灌封工艺不当而工作时会出现局部放电(电晕)、线间打火或击穿现象，是因为这类产品高压线圈线径很小(一般只有0.02～0.04mm)，灌封料未能完全浸透匝间使线圈匝间存留空隙。

由于空隙介电常数远小于环氧灌封料，在交变高压条件下会产生不均匀电场，引起界面局部放电使材料老化分解造成绝缘破坏。

从工艺角度分析，造成线间空隙有以下2方面原因：灌封时真空度不够高，线间空气未能完全排除，使材料无法完全浸渗；灌封前试件预热温度不够，灌人试件物料黏度不能迅速降低，影响浸渗。

环氧树脂的环氧值
环氧树脂是一种广泛应用的热固性塑料，它具有优良的性能和多种用途。

其中，环氧值是环氧树脂中一个重要的物理化学指标，对其性能和应用起到至关重要的作用。

所谓环氧值，是指在环氧树脂中含有的环氧基团的数量，通常以每克环氧树脂中含有的环氧基数来表示，单位为毫当量/克（eq/100g）或克当量/升（g/eq）。

环氧值的大小直接决定着环氧树脂的交联度和固化速率。

较高的环氧值意味着分子链上具有更多的环氧基团，从而交联度更高，耐热性和耐化学性更好，但固化速率较慢；而环氧值较低的环氧树脂则具有固化速率快、粘度低等特点，但耐热性和耐化学性相对较差。

另外，环氧值还与环氧树脂的可操作性有关。

在制备环氧树脂的过程中，需要加入与环氧基团反应的交联剂，使环氧树脂固化成为具有一定硬度和强度的塑料材料。

如果环氧值过低，交联剂的投加量就需要相应增多，这会使环氧树脂的粘度升高，不利于加工和涂覆。

而环氧值过高，则需要加入更多的交联剂才能达到合格的固化效果，且硬化后的树脂体系的弹性模量和强度降低。

在制备环氧树脂的过程中，环氧值的测定也显得尤为重要。

目前常用的测定方法主要包括比色法、滴定法、红外光谱法和核磁共振法等。

比色法和滴定法成本低廉，但存在测定误差较大的问题；红外光谱法和核磁共振法则比较准确，但价格昂贵，适用于一些高精度的研究。

在环氧树脂的实际应用中，根据不同的需求选择适当的环氧值非常重要。

例如，在电器电子领域中，需要具有较高的耐热性和绝缘性能；而在建筑材料领域中，则主要考虑耐化学腐蚀、强度和耐久性等性能。

因此，制备高性能的环氧树脂材料，需要从环氧值、交联剂选择和固化条件等方面进行综合考虑。

环氧树脂主要性能指标的检测方法三、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。

环氧当量测定法文件编号：ZYSH-C14-12定义环氧值定义为100g环氧树脂中所含环氧基团的摩尔数（物质的量），单位为m ol/100g。

环氧当量定义为含lmol环氧基团(缩水甘油醚)的环氧树脂的质量(g)，单位为g/ mol。

，分析方法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：C = m /{ (v1-v2)×0.2042}式中：C——HClO4-HAc标准溶液的摩尔浓度，mol/L；m——邻苯二甲酸氢钾之质量，g ；V1——邻苯二甲酸氢钾消耗高氯酸标准溶液体积，ml ；V2——空白试验消耗高氯酸标准溶液之用量，ml ；0．2042——与1.00ml高氯酸标准溶液（1mol/L）相当的以克表示的邻苯二甲酸氢钾的质量。

注：本溶液使用前标定。

标定高氯酸标准溶液时的温度应与使用该标准溶液滴定时的温度相同。

实验报告课程名称： 高分子材料实验 指导老师： 王幽香 成绩： 实验名称： 粘合剂的固化反应与粘结强度的测定 实验类型： 同组学生姓名： 汤雨杭、王乔夫、尹铮、张雷纲一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的和要求1、 了解环氧树脂固化反应的基本原理2、 初步掌握拉力试验机的结构和使用方法3、 测定环氧树脂——二乙烯三胺粘合剂的剪切强度二、实验内容和原理环氧树脂有“万能胶”之称，它对各种金属材料和非金属材料如铝、铜、钢、木材、玻璃、混凝土、热固性塑料如酚醛树脂有优良的粘结性能，但对聚烯烃类塑料如聚乙烯、聚丙烯等的粘合性不好。

环氧树脂实际上是具有反应性基团的低聚物，作为粘合剂，必须使用固化剂，经过固化交联，成为大分子网状结构。

因此能使其交联变成网状结构的物质称为固化剂：对环氧树脂而言，固化剂的种类很多，如脂肪族多元胺，芳香族多元胺以及各种胺类改性物。

各种有机酸及酸酐，一些合成树脂如聚酰胺、酚醛树脂等。

固化剂是通过其官能团与环氧树脂发生加成或缩合反应而形成网状结构的。

固化剂的种类不同，其固化反应机理也不同。

本实验采用二乙烯三胺的固化反应方程式如下：H 2N-CH 2-CH 2-NH-CH 2-CH 2-NH 2 + 2CH 2-CH- ——> OCH 2-CH-HN-CH 2-CH 2-NH-CH 2-CH 2-NH-CH 2-CH- OH OHCH 2-CH-HN-CH 2-CH 2-NH-CH 2-CH 2-NH-CH 2-CH- + 3CH 2-CH- ——> OH OH O CH 2-CH-HN-CH 2-CH 2-NH-CH 2-CH 2-NH-CH 2-CH-OH CH 2 CH 2 CH 2 OHHO-CH- HO-CH- HO-CH-反应在第一阶段时，伯胺和环氧基反应，第二阶段，生成的仲胺和环氧基反应。

环氧树脂检测和分析项目一、环氧树脂物性的检测1. 环氧当量：利用电位差滴定的方法测定环氧树脂的环氧当量。

2. 可水解率：利用电位差滴定的方法测定环氧树脂的可水解率。

3. 黏度：固态环氧树脂的ICI黏度；固态树脂的气泡黏度；液态树脂的黏度。

4. 色相：环氧树脂的色相。

5. 分子量及其分布：利用凝胶色谱(GPC)测环氧树脂的分子量及其分布。

6. 软化点：固态环氧树脂的软化点。

二、原料检测：1. 纯度：利用气相色谱GC(适用于中、低分子量及沸点小于200℃的物质)及高效液相色谱HPLC (适用于中、高分子量及沸点较高的物质) 分析物质组成成分的含量。

2. 含水量：利用水份自动滴定仪精确测量物质的含水量。

3. 比重：测试样品的比重。

4. 熔沸点：利用熔沸点测试仪测物质的熔沸点。

三、水质分析：1. 化学需氧量：利用COD测试仪测定废水中的化学需氧量。

2. PH值：溶液的PH值。

3. 导电度：溶液中的导电度。

四、覆铜板的应用与检测1. 实验室内半固化片，基板样品的制作。

2. 胶化时间：测试胶水及半固化片的胶化时间。

3. 动粘度：测度半固化片的动粘度。

4. 覆铜板的Tg：覆铜板的DSC测试Tg及DMA测试Tg。

五、涂料的应用与检测1. 实验室内粉未涂料的制作。

2. 涂料的固化反应：利用DSC研究涂料的固化反应。

3. 涂料的热分解测试：利用TGA研究涂料的热稳定性及热分解。

4. 涂膜的耐盐雾实验。

5. 涂膜的耐冲击实验。

6. 浇铸体及复合材料的抗拉、抗压、抗折、抗屈实验。

环氧树脂物性指针及分析方法介绍环氧树脂主要物性指针1 环氧当量 ( 环氧值 )2 可水解气3 软化点4 固形份 ( 可挥发份 )5 色相6 粘度7 平均分子量与分子量分布技术部树脂部分可分析之项目1. 环氧当量2. 环氧树脂之可水解氯3. 环氧树脂之总氯4. 环氧树脂之游离氯5. 树脂中酚性羟基含量6. 一般低沸点溶剂 (<200 度 ) 之纯度7. 环氧树脂中之甲苯、环氧氯丙烷、 MIBK 残存8. 中低分子量有机物之纯度分析9. 一般树脂之分子量10. 纯物质之熔点、沸点11. 固态环氧树脂之 ICI 粘度12. 液体之比重13. 树脂之软化点14. 色相 (<•液态树脂之旋转粘度•树脂之气泡粘度•17. 固形份18 环氧树脂之α -diol18 环氧树脂之羟基当量19. 溴化树脂之溴含量•氢氧化钠之浓度及碳酸钠含量•21. 树脂之酸价22. 环氧树脂α -diol水样之分析项目水样之硬度与总硬度水样之咸度水样之氯化物水样之 PH 值水样之导电度水样之化学需氯量加工可分析之项目热分析项目• TMA(Tg 、膨胀系数、分层时间 ) • DSC(Tg 、反应放热量 )• TGA( 热分解温度 )• DMA （ Tg 、弹性模量、损耗模量）覆铜板之项目• CTI( 耐漏电痕指数 )•介电常数 Dk•介电损耗角正切 Df•体积电阻 Rv•表面电阻 Rs•其它 CCL 常规测定项目粉末涂料与烤漆之检测项目•冲击性•附着力•光泽度•铅笔硬度•监水喷雾试验•其它试验项目1. SHORE D 硬度2. 拉力试难3. 抗弯试难4. 抗折试验5. 因化反应放热曲线•结晶性测试•耐化性测试•表干、实干测试环氧树脂环氧当量测定环氧当量 (g/eq)=100 ÷环氧值 (eq/100g)原理：过量之高氯酸与开环剂 ( 十六烷基三甲基溴化铵 ) 生成初生态之溴化氢与环氧基反应，用醋酸钠滴定过量之高氯酸，以电位滴定仪进行电位终点判断。

环氧值原理环氧值是指环氧树脂中含有的环氧基团的数量，通常以克环氧/百克树脂（g/100g）来表示。

环氧值的大小直接影响着环氧树脂的性能和用途。

环氧值的测定方法有多种，其中较为常用的是以环氧氯丙烷为试剂进行环氧值的测定。

环氧值的大小与环氧树脂的固化度、固化速度、机械性能等密切相关，因此环氧值的准确测定对于环氧树脂的生产和应用具有重要意义。

环氧树脂是一种具有环氧基团的高分子化合物，其分子中含有两个或多个环氧基团。

环氧基团是一种活泼的官能团，具有较强的化学反应性。

环氧树脂通过环氧基团的开环反应，可以与多种固化剂发生反应，形成三维网络结构，从而获得优良的力学性能和化学性能。

环氧值的大小反映了环氧树脂中环氧基团的含量，环氧值越高，表示环氧树脂中的环氧基团含量越多，其固化度和固化速度也会相应增加。

环氧值的测定方法通常采用滴定法。

首先将环氧树脂样品溶解于适当的溶剂中，然后加入过量的环氧氯丙烷试剂，使环氧基团与环氧氯丙烷发生反应。

未反应的环氧氯丙烷用醋酸乙酯溶剂进行萃取，再用酚酞指示剂进行滴定。

通过滴定的过程，可以得到环氧树脂中环氧基团的含量，从而计算出环氧值。

环氧值的大小对环氧树脂的性能和用途有着重要的影响。

一般来说，环氧值越高，环氧树脂的固化度和固化速度越高，机械性能和化学性能也会相应提高。

因此，在实际生产和应用中，需要根据具体的要求和条件，选择合适环氧值的环氧树脂。

对于需要快速固化和高性能的产品，可以选择环氧值较高的环氧树脂；而对于一些要求不那么严格的产品，则可以选择环氧值较低的环氧树脂。

总之，环氧值是环氧树脂中环氧基团含量的重要指标，对于环氧树脂的生产和应用具有重要意义。

通过准确测定环氧值，可以更好地控制环氧树脂的性能和用途，满足不同领域的需求。

因此，对于环氧值的研究和应用具有重要的理论和实际意义。

环氧当量快速滴定测定详解环氧当量(环氧值)是环氧树脂类胶粘剂、灌封料、复合材料等使用和质量控制的，一项十分重要的指标(环氧当量=100/环氧值)，因而长期以来受到广泛关注并开展了大量研究，形成多种化学分析方法。

以往国内多采用盐酸—丙酮返滴定法(HG2-741)并沿用至今，但当样品并非纯树脂而掺混有一定量的填料，或有深色物质干扰终点判别时(如胶粘剂或灌封材料)常常难以测定；1984年以来许多进口的环氧材料要求采用一种“溴化氢—冰乙酸非水滴定法”进行质量控制。

这种方法比国内长期普遍采用的盐酸一丙酮返滴定法快速、准确、灵敏，不仅能测定常用环氧树脂且适用于有填料或深色环氧材料的快速测定。

中国环氧树脂行业协会专家日前详解此法。

溴化氢—冰乙酸法在国内未被广泛采用的主要原因，在于其使用的标准滴定液国内无供应。

国内已有科研单位通过测试方法的研究与试验自制了专用试剂，使该方法得以完善，建立了企业标准，同时在有关单位试用反映良好，解决了多种进口环氧材料长期质量控制的需要。

其溴试验分析过程使用分析纯或更高纯度的试剂，仪器须经相应部门计量校正合格。

分析纯试剂包括：冰乙酸、乙酸酐、氢溴酸(40%)、三氯甲烷(氯仿)、氯苯、邻苯二甲酸氢钾高氯酸0.1mol/L标准滴定液：将300mL冰乙酸加到8.5mL70%(质量/质量)高氯酸水溶液中，再加20mL乙酸酐，用冰乙酸稀释到1L并充分混合(GB/T4612标准)；33%溴化氢-冰乙酸(HBr-HOAc)无水试剂：330g/L(进口，MarkLtd.Co.)；0.1%结晶紫指示剂：100mL冰乙酸中溶解100mg结晶紫。

中国环氧树脂行业协会专家重点介绍了溴化氢—冰乙酸(HBr-HOAc)0.1mol/L标准滴定液。

溴化氢-冰乙酸标准滴定液制备有3种方法：一是移取33%溴化氢—冰乙酸无水试剂(进口试剂)18mL于1000mL容量瓶中，用冰乙酸稀释到刻度；二是用浓磷酸(其他酸易氧化)与KBr或NaBr反应，在(45±5)℃产生大量HBr 气体，经干燥将无水HBr气体冷却后以较低的速率通入冰乙酸中直至所需的浓度(约8g/LHBr)；三是移取40%氢溴酸15mL到1000mL容量瓶中，边摇边分批缓慢加入乙酸酐50mL，然后用冰乙酸稀释到刻度，摇匀后放置一夜待用。

环氧当量与环氧值环氧当量与环氧值环氧树脂需要加⼊胺类或酸酐类等固化剂才能固化，其固化物的性能优异，因此环氧树脂可以⽤于涂料、胶黏剂、模压及成型材料等。

然⽽固化剂的添加量将直接影响固化物的性能，所以最佳的配合...环氧树脂需要加⼊胺类或酸酐类等固化剂才能固化，其固化物的性能优异，因此环氧树脂可以⽤于涂料、胶黏剂、模压及成型材料等。

然⽽固化剂的添加量将直接影响固化物的性能，所以最佳的配合量是环氧树脂使⽤上的⼀个重要问题。

固化剂的添加量主要是由环氧树脂中的环氧当量、羟基值等决定的，因此要想制得优异性能的固化物，需要正确分析它们的含量。

此外，环氧树脂的黏度、软化点、分⼦量及分⼦量分布等也将直接影响其操作⼯艺和固化物的性能，所以本章将介绍环氧树脂中的环氧当量、羟基值、氯含量、黏度、软化点等的测定⽅法。

环氧当量：含有1g当量环氧基的环氧树脂的质量克数，以EEW表⽰。

环氧值：100g环氧树脂中环氧基的克数。

⼆者之间的关系为：环氧当量的测定⽅法⼤概分为化学分析法与光谱分析法。

⼀、化学分析法关于⽤化学分析环氧基的定量⽅法有很多研究报道，但有的试剂含有妨碍定量的官能基团，对溶剂的溶解度也不同，因此属于⽆普遍性的⽅法。

⼀般最常⽤的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，将过量的盐酸⽤碱滴定法定量，氯离⼦⽤硝酸银溶液进⾏电位滴定。

常⽤的溶剂有丙酮、⽆⽔醚、吡啶等。

有时不⽤盐酸，⽽⽤溴化氢酸、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。

此外，也有以盐酸滴定环氧基与亚硫酸钠反应⽣成氢氧化钠的⽅法，以⼄酸滴定环氧基与硫代硫酸钠反应⽣成氢氧化钠的⽅法，以过碘酸将环氧基变为缩⽔⽢醇基⽽滴定过量的过碘酸的⽅法等，但是其适⽤范围有限，不常使⽤。

下⾯介绍⼏种常⽤的主要的⽅法。

（1）盐酸- 丙酮法①试剂0.2mol/L盐酸—丙酮溶液：浓盐酸1.6ml与精制的丙酮100ml混合配制。

0.1mol/L氢氧化钠甲醇溶液。