环氧树脂的常用技术术语和质量指标
(1)平均聚合度(n)
分子中重复结构单元的数目称为聚合度。由于环氧树脂是聚合度不同的同系物的混合物,其聚合度的平均值称为平均聚合度。平均聚合度决定了环氧树脂分子量的大小
(2)平均分子量(M)
环氧树脂的分子量与聚合度成正比例。所以也可以说环氧树脂是不同分子量的同系物的混合物,它们分子量的平均值称为平均分子量。
(3)分子量分布
由于环氧树脂是分子量不等的同系物组成的混合物,其分子量具有多分散性,通常用分子量分布来表示。
环氧树脂在合成过程中,由于原材料的差异、工艺操作条件不同等,导致产品的分子量分布亦不相同。平均分子量相同的环氧树脂,如果分子量分布不同,那么其某些物化性能也不同。分子量分布越窄,则树脂性能越稳定。
(4)环氧基含量
反应活性极大的环氧基是环氧树脂的重要官能团,其含量的大小直接影响使用性能,因此它是控制和鉴定环氧树脂质量的主要手段之一。实际生产中可根据环氧基含量来划分不同型号的环氧树脂。
环氧基含量有以下三种表示方法:
a、环氧值(Ev)
环氧值是我国环氧树脂生产厂家习惯采用的表示方法。它是指每
b、环氧当量(En)
环氧当量是美国、西欧和日本习惯使用的表示方法。它是指含有
环氧当量、分子量和环氧值之间的换算关系: En=M/2=100/Ev。
c、环氧基百分含量(Ec)
环氧基百分含量是俄罗斯、东欧等国习惯采用的表示方法。它是指环氧树脂的每一分子中所含环氧基的百分比含量。单位:% 。它与环氧值之间的关系Ec=Ev×43。
(5)软化点
环氧树脂是一种混合物,没有明确的熔点,只有一个熔融温度范围,称为软化点。单位:℃。
(6)黏度
黏度是环氧树脂应用时十分重要的指标,它对操作性、脱泡性等有很大影响。单位:Pa.s或mpa.s。黏度与分子量成正比例,黏度和软化点在一定程度上反映出平均分子量和分子量分布的大小。单位换算1Pa.s(帕斯秒)=1000mpa.s(毫帕斯秒)=1000cP(厘帕斯)。
(7)杂质含量
环氧树脂的主要杂质包括总氯(有机氯、无机氯)、挥发份及带色基团等。现生产中要尽量减少杂质的含量。
环氧树脂的分类
由于原材料与生产工艺的不同,环氧树脂有许多种类和型号,也有多种不同的分类方法,若按其化学结构和环氧基的结合方式可分为以下六大类:
缩水甘油醚型、缩水甘油酯型、缩水甘油胺型、脂环族型、线性脂肪族型和混合型环氧化烯烃。
以双酚A(BPA)为主要原材料,合成的环氧树脂称为双酚A(BPA)型环氧树脂,是目前产量最大、用途最广的环氧树脂,由于它的应用遍及国民经济的众多领域,因此又称为通用型环氧树脂。它属于缩水甘油醚型。
双酚A(BPA)型环氧树脂,市场占有量约占环氧树脂总量的85%。本书中所说的环氧树脂,如不加具体说明,便是指BPA型环氧树脂(又称E型环氧树脂)。
双酚A(BPA)型环氧树脂,根据其分子量的高低,可分为低分子量树脂(M≤400)、中等分子量树脂(M=400-1400)、高分子量树脂(M=1400-8000)和超高分子量树脂(M=10万-45万)。
双酚A(BPA)型环氧树脂的理化性能,随分子量而呈现规律性的变化,其变化规律如下:
分子量↑软化点↑环氧值↓环氧当量↑羟基含量↑
固化物柔韧性↑固化物硬度↓固化温度↑
低分子量环氧树脂的固化主要通过环氧基反应,随着分子量的增大,环氧基的作用减少,羟基作用增大,超高分子量的环氧树脂则不需要借助固化剂便能形成坚韧的涂膜。
表1 国产环氧树脂的牌号及规格
旧牌号 |
国家统一型号 |
规 格 |
||||
软化点/℃(或黏度/Pa·s) |
环氧值/( eq/100g) |
有机氯/(mol/100g) |
无机氯/(mol/100g) |
挥发分/% |
||
双酚A |
||||||
616 |
E-55 |
(6~8) |
0.55~0.56 |
≤0.02 |
≤0.001 |
≤2 |
618 |
E-51 |
(<2.5) |
0.48~0.54 |
≤0.02 |
≤0.001 |
≤2 |
619 |
|
液体 |
0.48 |
≤0.02 |
≤0.005 |
≤2.5 |
6101 |
E-44 |
12~20 |
0.41~0.47 |
≤0.02 |
≤0.001 |
≤1 |
634 |
E-42 |
21~27 |
0.38~0.45 |
≤0.02 |
≤0.001 |
≤1 |
|
E-39-D |
24~28 |
0.38~0.41 |
≤0.01 |
≤0.001 |
≤0.5 |
637 |
E-35 |
20~35 |
0.30~0.40 |
≤0.02 |
≤0.005 |
≤1 |
638 |
E-31 |
40~55 |
0.23~0.38 |
≤0.02 |
≤0.005 |
≤1 |
601 |
E-20 |
64~76 |
0.18~0.22 |
≤0.02 |
≤0.001 |
≤1 |
603 |
E-14 |
78~85 |
0.10~0.18 |
≤0.02 |
≤0.005 |
≤1 |
604 |
E-12 |
85~95 |
0.09~0.14 |
≤0.02 |
≤0.001 |
≤1 |
607 |
E-06 |
110~135 |
0.04~0.07 |
|
|
|
609 |
E-03 |
135~155 |
0.02~0.045 |
|
|
|
Novolac 环氧 |
||||||
|
F-51 |
(≤2.5) |
0.48~0.54 |
≤0.02 |
≤0.001 |
≤2 |
648 |
F-41 |
≤70 |
0.44~0.48 |
≤0.08 |
≤0.005 |
≤2 |
644 |
F-46 |
≤40 |
≤0.44 |
≤0.1 |
≤0.005 |
≤2 |
TGIC |
||||||
695 |
A-95 |
90~95 |
0.90~0.95 |
|
|
|
丙三醇环氧 |
||||||
662 |
B-63 |
(≤0.3) |
0.55~0.71 |
|
≤0.005 |
|