環(huán)氧樹脂應(yīng)用技術(shù)開發(fā)動向

??????環(huán)氧樹脂技術(shù)開發(fā)動向向高性能化、高附加值發(fā)展，重視環(huán)境保護(hù)和生產(chǎn)的安全性。特殊結(jié)構(gòu)環(huán)氧樹脂和助劑產(chǎn)品向著精細(xì)化、功能化、能在特殊環(huán)境下固化發(fā)展。固化產(chǎn)物具有高韌性、高強(qiáng)度、耐輻照、耐高低溫方向發(fā)展。由此特種樹脂、固化劑、稀釋劑的品種將會有更大發(fā)展，形成多品種小批量的生產(chǎn)格局。隨著高分子物理學(xué)近期的發(fā)展，品種的發(fā)展已集中于采用化學(xué)或非化學(xué)合成的方法，通過共混、合金的手段來制得環(huán)氧—橡膠、環(huán)氧—熱塑性塑料、各種有機(jī)無機(jī)的填充料復(fù)合物以及環(huán)氧樹脂基無機(jī)納米復(fù)合材料。

　?、佟⑼苛?br>　　環(huán)氧涂料的發(fā)展趨勢是降低話染、提高質(zhì)量和安全性、開拓功能住。重點(diǎn)開發(fā)罐用涂料t防腐涂料、功能性涂料和環(huán)保型涂料及其推廣應(yīng)用。特別是其中水性環(huán)氧體系的品種開發(fā)和質(zhì)量提高，將會在汽車工業(yè)(如電泳涂料)、家電行業(yè)、食品行業(yè)(如罐用涂料)、化學(xué)工業(yè)(如防腐涂料)、建筑行業(yè)(如地坪涂料、建筑膠黏劑、環(huán)氧砂漿及混凝土)等應(yīng)用領(lǐng)域獲得突破性進(jìn)展。

　?、凇?a target="_blank">電子材料
　　隨著電子設(shè)備向小型化、輕量化、高性能化和高功能化的發(fā)展，電子器件也相應(yīng)向高集成化、薄型化、多層化方向發(fā)展，因此要求提高環(huán)氧封裝材料和覆銅扳的耐熱性、介電性能和韌性，降低吸水性和內(nèi)應(yīng)力。當(dāng)前開發(fā)的重點(diǎn)是高純度、高耐熱性、低吸水性和高韌性的環(huán)氧樹脂和固化劑。例如在環(huán)氧樹脂和固化劑中引入案、雙環(huán)戊二烯、聯(lián)苯、聯(lián)苯醚、芴等骨架可大大提高環(huán)氧固化物的耐部件和電性能，降低明水率。此外、開演陰燃環(huán)氣體系的研究開發(fā)也引起園內(nèi)外的極大關(guān)注。

　?、邸⒏咝阅墉h(huán)氧復(fù)合材料
　　高性能環(huán)氧復(fù)合材料的研究重點(diǎn)是提高耐濕熱性、沖擊后壓縮強(qiáng)度及層間力學(xué)性能。為了提高耐濕熱性，正如同環(huán)氧電子材料那樣，可向環(huán)氧樹脂和固化劑中引入荼、雙環(huán)戊二烯、聯(lián)苯、聯(lián)苯醚、苗等骨架。為了提高沖擊后壓縮強(qiáng)度和居間力學(xué)性能，可采用提高環(huán)氧固化物斷裂韌性的方法，通常是在環(huán)氧樹脂中加入橡膠或耐熱性熱塑性樹脂，形成海島結(jié)構(gòu)或互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的多相體系。

　?、?、防火性環(huán)氧材料
　　惡性火災(zāi)的不斷發(fā)生使人們逐漸認(rèn)識到材料僅具有阻燃性還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到防止火災(zāi)的目的。對飛機(jī)材料率先提出應(yīng)具有防火性要求，即具有難燃(阻燃)、少煙、低毒(產(chǎn)生的氣體毒性小)、低熱釋放率等性能要求。防火性環(huán)氧材料的研制開發(fā)，不僅對航空、航天，而且對車輛、船舶、家電、高層及公共場所建筑等領(lǐng)域都具有極大的重要性。

　?、?、液晶環(huán)氧樹脂
　　液晶環(huán)氧樹脂是一種高度分子有序、深度分子交聯(lián)的聚合物網(wǎng)絡(luò)，它融合了液晶有序與網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)的優(yōu)點(diǎn)，與普通環(huán)氧樹脂相比，其耐熱性、耐水性和耐沖擊性都大為改善，可以用來制備高性能復(fù)合材料；同時，液晶環(huán)氧樹脂在取向方向上線膨脹系數(shù)小，而且其介電強(qiáng)度高、介電損耗小，可以使用在高性能要求的電子封裝領(lǐng)域，是一種具有美好應(yīng)用前景的結(jié)構(gòu)和功能材料，受到國內(nèi)外的重視。

　　液晶環(huán)氧樹脂的研究開始較晚，尚不成熟。從理論角度而言，固化工藝對固化過程中體系有序度的影響是值得深入研究的一個問題。初始反應(yīng)體系的相態(tài)可以影響反應(yīng)速度，而反應(yīng)速度的快慢也影響到固化樹脂的有序度，需要有確切的有序度和交聯(lián)度的數(shù)據(jù)，目前尚未解決。從性能研究和開發(fā)角度而言，尚未有系統(tǒng)地表征液晶環(huán)氧樹脂力學(xué)和電性能的報道，同時，利用液晶環(huán)氧樹脂對普通環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性是實(shí)現(xiàn)環(huán)氧樹脂高性能化的一個可行途徑，具有重要的應(yīng)用價值。

　?、?、環(huán)氧樹脂無機(jī)納米復(fù)合材料[13]
　　納米材料和納米復(fù)合材料是近20年來迅速發(fā)展起來的一種新型高性能材料，是當(dāng)今新材料研究中活力最大、對未來經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展有十分重要影響的領(lǐng)域。日本把它列為材料科學(xué)四大研究任務(wù)之一，美國“星球大戰(zhàn)”、歐洲“尤里卡”計劃均將它列為重點(diǎn)項目，我國在攀登計劃中也設(shè)立了納米材料學(xué)科組。納米材料是一種超細(xì)粒子材料，其粒徑為1一l00mm。因此，它的比表面積很大，表面能很高，表面原子嚴(yán)重配位不足，具有很強(qiáng)的表面活性和超強(qiáng)吸附能力。并具有常規(guī)材料所不具有的特殊性能，如體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)和介電限域效應(yīng)等。從而使納米材料具有微波吸收性能、高表面活性、強(qiáng)氧化性、超順磁性等，以及特殊的光學(xué)性質(zhì)、催化性質(zhì)、光催化性質(zhì)、光電化學(xué)性質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)性質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)性質(zhì)及特殊的物理機(jī)械性質(zhì)。納米材料的應(yīng)用將是傳統(tǒng)材料，尤其是功能材料的一次革命。納米材料用于復(fù)合材料中也將使復(fù)合材料的發(fā)展產(chǎn)生難以預(yù)料的巨大變化。納米復(fù)合材料(nanocomposite)可分為兩大類，一類是由金屬／陶瓷、金屬/金屬、陶瓷／陶瓷組成的無機(jī)納米復(fù)合材料；另一類是由聚合物/無機(jī)、聚合物/聚合物組成的聚合物納米復(fù)合材料。聚合物納米復(fù)合材料的研究起步較晚，但近2—3年發(fā)展相當(dāng)迅速。用于環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料的無機(jī)納米材料有Si02、Ti02、Al2o3、Caco3、ZnO、黏土等。初步研究結(jié)果表明，納米材料能大大提高環(huán)氧復(fù)合材料的力學(xué)性能、耐熱性、韌性、抗劃痕能力等性能，能同時達(dá)到提高耐熱性和韌性的效果。當(dāng)前環(huán)氧納米復(fù)合材料的研究重點(diǎn)是納米材料在基體中均勻分散的方法；復(fù)合方法、復(fù)合效應(yīng)、復(fù)合規(guī)律和復(fù)合機(jī)理的研究；環(huán)氧納米復(fù)合材料的應(yīng)用研究。納米材料和技術(shù)為環(huán)氧涂料、膠粘劑、電子材料、塑料、復(fù)合材料和功能材料的發(fā)展增添了高科技含量，開辟了一條新的途徑，必將使環(huán)氧材料的發(fā)展和應(yīng)用產(chǎn)生巨大的變化。

　?、摺⒄崽腔h(huán)氧單體和環(huán)氧化合物
　　兩組蔗糖基環(huán)氧單體，命名為環(huán)氧烯丙基蔗糖(EAS)和環(huán)氧丁烯基蔗糖(ECS)，分別由辛烷氧基辛丙基蔗糖(OAS)和辛烷氧基丁烯基蔗糖(OCS)環(huán)氧化制備。合成和結(jié)構(gòu)特性研究表明，新型環(huán)氧單體是結(jié)構(gòu)同分異構(gòu)體和非對稱異構(gòu)體構(gòu)成的混合物，每個蔗糖分子上含有各不相同數(shù)量的環(huán)氧基。EAS和ECS可制備成平均每個蔗糖分子含1至8個環(huán)氧基的環(huán)氧化合物。

　　二乙烯三胺（DETA）固化的蔗糖基環(huán)氧聚合物大約在320℃開始降解，它可粘接鋁材、玻璃和鋼材。相對搭接抗剪試驗（ASTMD1002 94）表明，DETA固化環(huán)氧烯丙基蔗糖，每個蔗糖分子平均3.2個環(huán)氧基團(tuán)（EAS-3.2），其固化物與雙酚A二縮水甘油醚相比屬于彈性粘接，而DETA固化ECS-7.3性能比DGEBA和EAS-3.2都好。所有蔗糖基環(huán)氧都可以交聯(lián)固化且溶于水、二甲基甲酰胺、四氫呋喃、丙酮和二氯甲烷。