环氧树脂
环氧树脂（英語：Epoxy resin），又稱作人工樹脂、人造樹脂、樹脂膠等，是分子中含有兩個或兩個以上環氧基團的高分子化合物。它是非常重要的热固性塑膠，广泛用于黏著劑、涂料等用途。[1]环氧基团的 IUPAC 名称是环氧乙烷（oxirane）。
环氧树脂可以通过催化均聚与其自身反应，或与多种共反应物反应，包括多官能胺、酸（酐）、酚、醇和硫醇（mercaptan）。 这些共反应物通常称为硬化剂或固化剂，而交联反应通常称为固化。
大多數人造樹脂由環氧氯丙烷（epichlorohydrin，）和双酚A（酚甲烷，bisphenol-A，）產生化學反應而成。
结构 编辑
环氧树脂得名于其结构上的环氧基。双酚A型环氧树脂是最常用的环氧树脂。通过如同固化反应，环氧树脂可以形成三维交联高分子結構。
- 基于胺类固化剂的固化反应：胺类固化剂可以打开环氧基。若所使用的胺类固化剂（常用的固化剂为双氰胺，DICY）有两个以上的功能团则可以生成交联結構。
- 基于酐类固化剂的固化反应：酐类固化剂在胺催化剂的作用下可以和环氧基反应。酐类固化剂还可以在氢氧根的催化作用下和环氧基反应。
- 其他：苯酚也可以同环氧基反应。
性质 编辑
化学性质 编辑
环氧树脂固化过程为放热反应，当使用快速催化剂铸造大型零件时需要注意散热，防止温度上升过高达到小分子沸腾温度。燃燒時產生黃色火焰；有酚類的味道。
环氧树脂具有仲羟基和环氧基，仲羟基可以与异氰酸酯反应。环氧树脂作为多元醇直接加入聚氨酯胶黏剂含羟基的组分中，使用此方法只有羟基参加反应，环氧基未能反应。
用酸性树脂的羧基，使环氧开环，再与聚氨酯胶黏剂中的异氰酸酯反应。还可以将环氧树脂溶解于乙酸乙酯中，添加磷酸加温反应，其加成物添加到聚氨酯胶黏剂中，可使胶的初黏、耐热性以及水解稳定性等都得到提高。
物理性质 编辑
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- 密度：1.1～1.2公克/立方公分（與固化程度有關）
生產與應用 编辑
工业生产 编辑
环氧树脂在全世界的年产值大约150亿美元。环氧树脂在美国的主要生产厂家和品牌包括Hexion（原Shell Development Company）的Epon，陶氏化工的D.E.R牌和亨斯邁公司（Huntsman）先进材料业务部（原汽巴精化）的Araldite牌。
应用 编辑
环氧树脂广泛用于：
环境与安全 编辑
环氧基会与人体内的多种基团反应，因此通常被认为是有毒或者致癌物质，在使用的时候应该避免皮肤接触。环氧树脂的固化剂大多也是有毒物质。
環氧氯丙烷（ ）易燃，含毒性和致癌物質。
双酚A（酚甲烷， ）是內分泌干擾素（也就是擾亂生殖系統的化學物質）。
根據綠色和平組織（GreenPeace）於2006年4月發表的報告《我們的生殖健康和化學暴露》（Our reproductive health and chemical exposure），双酚A可影響男性生殖器官、導致早熟、母乳減少[2]。
註釋 编辑
- ^ May, Clayton. Epoxy Resins: Chemistry and Technology 2nd. CRC Press. 2018: 65. ISBN 978-1-351-44995-3.
- ^ Fragile: Our reproductive health and chemical exposure (PDF). GreenPeace. 2006-05 [2016-01-25]. （原始内容 (PDF)于2016-02-01） （英语）.