環氧樹脂

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環氧樹脂(Epoxy),又稱作人工樹脂人造樹脂樹脂膠等。是一類重要的熱固性塑料,廣泛用於膠粘劑,塗料等用途。人造樹脂(Epoxy resins/Epoxy/Polyepoxide)是熱固性環氧化物聚合物。

大多數人造樹脂由氯環氧丙烷(epichlorohydrin)(C3H5ClO)和雙酚A(酚甲烷)(bisphenol-A)(C15H16O2)產生化學反應而成。

結構[編輯]

基本結構[編輯]

環氧樹脂得名於其結構上的環氧基。雙酚A型環氧樹脂是最常用的環氧樹脂。其結構如圖。

通過如同固化劑反應,環氧樹脂可以形成三維交聯高分子網路,如下圖所示。

基於胺類固化劑的固化反應[編輯]

胺類固化劑可以打開環氧基。若所使用的胺類固化劑(常用的固化劑為雙氰胺,DICY)有兩個以上的功能團則可以生成交聯網路。其基本反應如下。

主要胺類固化劑[編輯]

基於酐類固化劑的固化反應[編輯]

酐類固化劑在胺催化劑的作用下可以和環氧基反應,其基本反應機理如下。

酐類固化劑還可以在氫氧根的催化作用下和環氧基反應,其基本反應機理如下。

主要酐類固化劑[編輯]

其他固化反應[編輯]

苯酚也可以同環氧基反應。其基本反應機理如下。

其他類型環氧樹脂[編輯]

性質[編輯]

化學性質[編輯]

環氧樹脂固化過程為放熱反應,當使用快速催化劑鑄造大型零件時需要注意散熱,防止溫度上升過高達到小分子沸騰溫度。

物理性質[編輯]

  • 密度:1.1~1.2公克/立方公分(與固化程度有關)

生產與應用[編輯]

工業生產[編輯]

環氧樹脂在全世界的年產值大約150億美元。環氧樹脂在美國的主要生產廠家和品牌包括Hexion(原Shell Development Company)的Epon,陶氏化工的D.E.R牌和Huntsman公司先進材料業務部(原汽巴精化)的Araldite牌。

應用[編輯]

環氧樹脂廣泛用於:

  • 塗料及黏合劑
  • 模鑄各種電子器件、集成電路封裝材料和電路板
  • 製造工業零件玻璃鋼製品等
  • 罐內層,尤其是酸性的食品或飲料,例如汽水
  • 土木建築結構物補強,可與碳纖維或玻璃纖維搭配使用成為具有極高抗拉強度的補強材料。

環境與安全[編輯]

環氧基會與人體內的多種基團反應,因此通常被認為是有毒或者致癌物質,在使用的時候應該避免皮膚接觸。環氧樹脂的固化劑大多也是有毒物質。

氯環氧丙烷(C3H5ClO)易燃, 含毒性和致癌物質。

雙酚A(酚甲烷)(C15H16O2) 是內分泌干擾素(也就是擾亂生殖系統的化學物質) 。

根據GreenPeace 2006年4月報告「我們的生殖健康和化學製」 "our-reproductiveheal.pdf, 雙酚A可影響男性生殖器官、導致早熟、母乳減少…

參考文獻與外部連接[編輯]