環(huán)氧樹脂應(yīng)用技術(shù)開發(fā)動(dòng)向

??????環(huán)氧樹脂技術(shù)開發(fā)動(dòng)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(huì)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(wú)機(jī)的填充料復(fù)合物以及環(huán)氧樹脂基無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料。

　　①、涂料
　　環(huán)氧涂料的發(fā)展趨勢(shì)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(huì)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。

　　②、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。

　　③、高性能環(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(shí)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(duì)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(duì)航空、航天，而且對(duì)車輛、船舶、家電、高層及公共場(chǎng)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(shí)，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(guó)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(duì)固化過程中體系有序度的影響是值得深入研究的一個(gè)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(bào)道，同時(shí)，利用液晶環(huán)氧樹脂對(duì)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(gè)可行途徑，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

　　⑥、環(huán)氧樹脂無(wú)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(duì)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(guó)“星球大戰(zhàn)”、歐洲“尤里卡”計(jì)劃均將它列為重點(diǎn)項(xiàng)目，我國(guó)在攀登計(jì)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(dòng)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(wú)機(jī)納米復(fù)合材料；另一類是由聚合物/無(wú)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(wú)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(shí)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。

　?、?、蔗糖基環(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(duì)稱異構(gòu)體構(gòu)成的混合物，每個(gè)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(gè)蔗糖分子含1至8個(gè)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(duì)搭接抗剪試驗(yàn)（ASTMD1002 94）表明，DETA固化環(huán)氧烯丙基蔗糖，每個(gè)蔗糖分子平均3.2個(gè)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。