什么是环氧树脂?

什么是环氧树脂?

环氧树脂是您可能已经熟悉的东西。许多人会认出它是一种两部分粘合剂,通常与木胶、Elmer's 和其他类似产品一起销售。

然而它的应用远不止于此。它正成为现代生活中许多产品中越来越重要的成分,至少您现在几乎肯定会使用其中一种产品(继续阅读以了解我们是否正确)。

我们在本文中的目标是向您概述什么是环氧树脂及其用途。

树脂和环氧树脂

首先,了解环氧树脂属于更广泛的合成聚合物类别是很有用的。聚合物来自希腊语,意思是“许多部分”,是由键合在一起的单个化学单元组成的长链。各个单元被称为“单体”,您可以将它们比作可以构成长链的各个环节。

注意我们说的是合成聚合物。这些长链状结构在自然界中很丰富,可以在木材、丝绸或棉花等物质中找到。合成类型通常是由石油产品衍生的化合物制成的。弄清楚如何在 1800 年代后期制造合成聚合物是一项重要发现,使我们能够开发出许多成为现代生活重要组成部分的材料。

使用中的合成聚合物的主要类别是塑料。我们通常使用这个术语来指代刚性聚合物,而不是像橡胶这样的高柔性聚合物。

特别是对于环氧树脂,这个术语有点含糊不清。最普遍地,它指的是一类预聚物和聚合物,它们含有一种称为环氧基团的特定化学结构。预聚物是聚合物的组成部分。因此,“环氧树脂”既指用于制造这种特殊聚合物的化学物质,也指聚合物的成品、硬化形式。

您可能还会看到对环氧树脂的引用。在这种情况下,树脂是一种可以转化为刚性聚合物的液态聚合物。所以环氧树脂是环氧树脂在硬化成某种成品之前的形式。

总而言之,环氧树脂是含有环氧基团的合成聚合物的粘性形式或最终硬化形式。

环氧树脂的发展

这听起来有点技术性,不是吗?让我们在本节中更实际一点,看看环氧树脂是什么时候开发的,以及为什么它是一种如此重要的聚合物。

虽然第一个全合成聚合物是在 1907 年创造的,但该行业真正开始发展是在 1930 年代,发明了几种重要的聚合物。环氧树脂就是其中之一,它首先由德国化学家 Paul Shlack 于 1934 年获得专利。此后不久,瑞士的 Pierre Castan 博士和美国的 Sylvan Greenlee 博士开发了当今最常用的环氧树脂形式。

商业生产于 1946 年由一家瑞士公司开始。如今,在环氧树脂的通用名称下生产了 50 多种不同的化学变体。

环氧树脂的特性

环氧树脂有哪些特殊性能使其如此有用?首先,它是一种非常坚固的材料,但仍能保持柔韧性。它也是一种令人难以置信的粘合剂,可以紧密粘合各种材料。它是一种出色的绝缘体,非常耐热和耐化学腐蚀。其他聚合物在一定程度上具有许多这些特性,尽管环氧树脂在这些领域特别强大。

并非所有类型的环氧树脂都完全相同。性能会因配方和固化过程而异。当在环氧树脂中发生固化时,长聚合物链相互结合(称为交联),形成 3D 结构。这就是将它从粘性流体转变为坚硬、刚性固体的原因。

一些环氧树脂通过添加硬化剂在室温下固化。其他环氧树脂在供应时已经混合了一种硬化剂,该硬化剂会被热激活。这些环氧树脂通常在高达 302 华氏度的温度下固化。还有一些可以通过暴露在紫外线下进行固化。

如果需要,通过选择合适的固化工艺以及特定的环氧树脂和其他添加剂,可以针对特定应用微调环氧树脂的特性。

环氧树脂的用途

那么这种坚韧的聚合物用在哪里呢?这里有一些重要的领域。

涂层:环氧树脂可用作喷涂涂层,如油漆,可固化成非常坚硬和耐用的表面。它特别适用于工业环境和汽车零件。它在高耐热性很重要的情况下特别有用。制造商还在食品容器内部涂上环氧树脂,以提供耐腐蚀密封。

粘合剂:环氧树脂因其高性能而被称为“结构粘合剂”。它用于飞机、汽车、船只和运动器材(如高尔夫球杆)等粘合性能至关重要的应用中。它可以有效地粘附在木材、玻璃、金属、石材和一些塑料上。

电子产品:您还记得在本文开头我们说过您现在可能正在使用含有环氧树脂的东西吗?我们想到了您的智能手机或电脑。您可以在许多电子产品中找到的标准绿色电子电路板是玻璃纤维和环氧树脂的复合材料。环氧树脂还用于涂覆电子零件以防止短路并防止灰尘和湿气。

家具和工艺品:环氧树脂是一种流行的材料,可用于在台面或装饰品上打造厚实、光亮的吧台外观。它也可以用于艺术和珠宝。

复合材料:工业、建筑和消费品中的许多领域都使用纤维增强聚合物(FRP) 复合材料,如玻璃纤维。环氧树脂是首选聚合物之一,用于需要其特殊强度的应用中。

用于您下一个项目的环氧树脂

就环氧树脂的应用而言,我们在这里只触及了皮毛。它是一种非常有用的聚合物,预计未来几年它的市场将稳步增长。

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