科技|有趣的材料—環氧樹脂的傢族

有趣的材料 —

環氧樹脂的傢族

無處不見的黏合劑

AB膠

Introduction

說起環氧樹脂,大傢可能覺得很陌生,你也許不知道用環氧樹脂制作而成的膠水是一種優秀的粘合劑,但是如果我說在我們生活中常見的AB膠便是以環氧樹脂為主要成分來制作的,這時你應該對環氧樹脂有瞭一個初步的瞭解瞭吧。接下來讓我們一起深入瞭解神奇的環氧樹脂吧!

要想瞭解環氧樹脂,我們先看看它的物理性質吧:

環氧樹脂一般為黃色或透明的固體或液體,分子式為(C11H12O3)n。

環氧樹脂【1】

環氧樹脂並不單單是指一種有機物,它是一類聚合物,它泛指分子中含有兩個或兩個以上環氧基團的有機高分子化合物。

已知的環氧樹脂已經有成千上萬種,在這龐大的傢族中,又應該怎麼樣進行分類呢?目前業界還沒有一個統一的標準來對環氧樹脂進行分類,一般按照用途、強度、耐熱及特性等進行分類,而我們從結構上可以將環氧樹脂可分為五大類:

環氧樹脂的分類【1】

工業上使用量最大的環氧樹脂品種是上述第一類縮水甘油醚類環氧樹脂,而其中又以二酚基丙烷型環氧樹脂(簡稱雙酚A型環氧樹脂)為主。其次是縮水甘油胺類環氧樹脂【1】。因此我們以雙酚A型環氧樹脂為例來看看環氧樹脂的結構特點吧。

雙酚A型環氧樹脂【1】

通過結構式,我們能看出以下特點:

①大分子的兩端是反應能力很強的環氧基【2】;

②分子主鏈上有許多醚鍵,是一種線型聚醚結構【2】;

③n值較大的樹脂分子鏈上有規律地、相距較遠地出現許多仲羥基,可以看成是一種長鏈多元醇【2】。

用過AB膠的同學們都知道,它的用法是將兩種液體按一定比例混合,一段時間後便能固化變硬,而在其中發揮主要作用的便是環氧樹脂結構上的環氧基。

環氧基

環氧基具有很強的化學活性,在與多種含有活潑氫的化合物反應時會被開環,從而得以固化交聯形成網狀結構,這就是AB膠的固化原理【3】。

結構決定性質,瞭解瞭環氧樹脂的結構後,讓我們來看看它有哪些特性:

環氧樹脂的特性

正是環氧樹脂這些優良的特性,環氧樹脂在部分領域中有著不可或缺的地位:

環氧樹脂配以石英粉等可用來澆鑄各種模具,還可以作為各種產品的防腐塗料【4】。

環氧樹脂地坪漆

環氧樹脂最突出的特點就是粘結能力強,因此最常見的用途就是用作粘合劑,我們熟悉的萬能膠的主要成分【4】。

環氧樹脂粘合劑

在一些特殊領域中,環氧樹脂也起著不可替代的作用哦。

環氧樹脂在文物修復中的應用

此外,環氧樹脂還耐化學藥品、耐熱、電氣絕緣性能良好,收縮率小,比酚醛樹脂有更好的力學性能【4】。

但是環氧樹脂並非萬能,其缺點是耐候性差,抗沖擊強度低,質地脆【4】,因此環氧樹脂非常害怕氣候變化和沖擊力。

Epilogue

其實也隻是看到瞭環氧世界的大門而已,千萬不要小看瞭小小的環氧樹脂。環氧樹脂的合成、改性、原理等等每一步的每一個細節都要回答是什麼、為什麼、怎麼辦這幾個令人頭大的問題,最後才能得到符合我們要求的環氧樹脂。

當然瞭,如果你有想解決這些問題的責任與使命感,那麼請現在開始勤奮苦學,或者認真讀完這篇推送來更多的瞭解一下環氧樹脂吧。北化的圖書館裡有很多有關環氧樹脂的文獻資料,大部分都落灰瞭,對環氧樹脂感興趣的同學去寵幸寵幸它們吧。

參考文獻

【1】百度百科“環氧樹脂”詞條

[EB].https://baike.baidu.com/item/%E7%8E%AF%E6%B0%A7%E6%A0%91%E8%84%82/1076812?fr=aladdin.2021年4月13日

【2】張道洪,賈德民,黃險波.超支化環氧樹脂增韌增強雙酚A型環氧樹脂.2006,華南理工大學自然科學報

【3】崔建勛.環氧樹脂水性化與固化研究[D].鄭州大學,2016.

【4】張興友.塑料成型工藝與模具設計.北京冶金出版社:北京冶金出版社,2009:23

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