環(huán)氧樹脂的性能及應(yīng)用特點(diǎn)
環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂及不飽和聚酯樹脂被稱為三大通用型熱固性樹脂。它們是熱固性樹脂中用量最大、應(yīng)用最廣的品種。環(huán)氧樹脂中含有獨(dú)特的環(huán)氧基，以及輕基、醚鍵等活性基團(tuán)和極性基團(tuán)，因而具有許多優(yōu)異的性能。與其他熱固性樹脂相比較，環(huán)氧樹脂的種類和牌號(hào)最多，性能各異。環(huán)氧樹脂固化劑的種類更多，再加上眾多的促進(jìn)劑、改性劑、添加劑等，可以進(jìn)行多種多樣的組合和組配。從而能獲得各種各樣性能優(yōu)異的、各具特色的環(huán)氧固化體系和固化物。幾乎能適應(yīng)和滿足各種不同使用性能和工藝性能的要求。這是其他熱固性樹脂所無(wú)法相比的。
1、環(huán)氧樹脂及其固化物的性能特點(diǎn)
(1)力學(xué)性能高。環(huán)氧樹脂具有很強(qiáng)的內(nèi)聚力，分子結(jié)構(gòu)致密，所以它的力學(xué)性能高于酚醛樹脂和不飽和聚酯等通用型熱固性樹脂。
(2)粘接性能優(yōu)異。環(huán)氧樹脂固化體系中活性極大的環(huán)氧基、羥基以及醚鍵、胺鍵、酯鍵等極性集團(tuán)賦予環(huán)氧固化物以極高的粘接強(qiáng)度。再加上它有很高的內(nèi)聚強(qiáng)度等力學(xué)性能，因此它的粘接性能特別強(qiáng)，可用作結(jié)構(gòu)膠。
(3)固化收縮率小。一般為1％～2％。是熱固性樹脂中固化收縮率最小的品種之一(酚醛樹脂為8％～10％；不飽和聚酯樹脂為4％～6％；有機(jī)硅樹脂為4％～8％)。線脹系數(shù)也很小，一般為6×10-5/℃。所以其產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定，內(nèi)應(yīng)力小，不易開裂。
(4)工藝性好。環(huán)氧樹脂固化時(shí)基本上不產(chǎn)生低分子揮發(fā)物，所以可低壓成型或接觸壓成型。配方設(shè)計(jì)的靈活性很大，可設(shè)計(jì)出適合各種工藝性要求的配方。
(5)電性能好。是熱固性樹脂中介電性能最好的品種之一。
(6)穩(wěn)定性好。不合堿、鹽等雜質(zhì)的環(huán)氧樹脂不易變質(zhì)。只要貯存得當(dāng)(密封、不受潮、不遇高溫)，其貯存期為1年。超期后若檢驗(yàn)合格仍可使用。環(huán)氧固化物具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性。其耐堿、酸、鹽等多種介質(zhì)腐蝕的性能優(yōu)于不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂等熱固性樹脂。
(7)環(huán)氧固化物的耐熱性一般為80～100℃。環(huán)氧樹脂的耐熱品種可達(dá)200℃或更高。
(8)在熱臥性樹脂中，環(huán)氧樹脂及其固化物的綜合性能最好。
2、環(huán)氧樹脂的應(yīng)用特點(diǎn)
(1)具有極大的配方設(shè)計(jì)靈活性和多樣性。能按不同的使用性能和工藝性能要求，設(shè)計(jì)出針對(duì)性很強(qiáng)的最佳配方。這是環(huán)氧樹脂應(yīng)用中的一大特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。但是每個(gè)最佳配方都有一定的適用范圍(條件)，不是在任何工藝條件和任意使用條件下都宜采用。也就是說(shuō)沒有“萬(wàn)能”的最佳配方。必須根據(jù)不同的條件，設(shè)計(jì)出不同的最佳配方。由于不同配方的環(huán)氧樹脂固化體系的固化原理不完全相同，所以環(huán)氧樹脂的固化歷程，即固化工藝條件對(duì)環(huán)氧固化物的結(jié)構(gòu)和性能影響極大。相同的配方在不同的固化工藝條件下所得產(chǎn)品的性能會(huì)有非常的大的差別。所以正確地作出最佳材料配方設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)是環(huán)氧樹脂應(yīng)用技術(shù)的關(guān)鍵，也是技術(shù)機(jī)密所在。要能生產(chǎn)和開發(fā)出自己所需性能的環(huán)氧材料，就必須設(shè)計(jì)出相應(yīng)的專用配方及其成型工藝條件。因此，就必須深入了解和掌握環(huán)氧樹脂及其固化劑、改性劑等的結(jié)構(gòu)與性能、它們之間的反應(yīng)機(jī)理以及對(duì)環(huán)氧固化物結(jié)構(gòu)及性能的影響。這樣才能在材料配方設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)中得心應(yīng)手，運(yùn)用自如，取得最佳方案，生產(chǎn)和開發(fā)出性能最佳、成本最低的環(huán)氧材料和制品。
(2)不同的環(huán)氧樹脂固化體系分別能在低溫、室溫、中溫或高溫固化，能在潮濕表面甚至在水中固化，能快速固化、也能緩慢固化，所以它對(duì)施工和制造工藝要求的適應(yīng)性很強(qiáng)。環(huán)氧樹脂可低壓成型或接觸壓成型，因此可降低對(duì)成型設(shè)備和模具的要求，減少投資，降低成本。
(3)在三大通用型熱固性樹脂中，環(huán)氧樹脂的價(jià)格偏高，從而在應(yīng)用上受到一定的影響。但是，由于它的性能優(yōu)異，所以主要用于對(duì)使用性能要求高的場(chǎng)合，尤其是對(duì)綜合性能要求高的領(lǐng)域。