关于环氧树脂的一切 – 特性和用途

环氧 (EP) 树脂是热固性聚合物——这意味着它们从液态以改变的形式固化，并且不能以热塑性塑料的方式重新熔化。由于这个原因，热塑性塑料通常是可回收的，而热固性塑料通常不是。其他热固性材料包括聚酯、聚氨酯、三聚氰胺和酚醛树脂。有关这些热固性塑料和其他热塑性塑料的信息，请参阅我们的树脂类型指南。

特性

环氧树脂可以认为包括纯环氧树脂、热固性聚酯树脂和乙烯基酯树脂，尽管聚酯热固性塑料确实是一个独立的物种。纯环氧树脂通常作为两种成分（一种树脂和一种硬化剂，通常是一种胺）以相等或完全成比例（化学计量）的比例混合，以生产一种固化缓慢且几乎没有收缩的材料。热固性聚酯和乙烯基酯树脂在与催化剂（通常是 MEKP 或过氧化甲乙酮）混合时也会通过放热反应固化。催化剂的添加比例比环氧硬化剂小得多，通常每盎司树脂添加几滴。可以通过添加更多或更少的催化剂来调整固化时间——这与纯环氧树脂的情况不同，在纯环氧树脂中必须遵循正确的比例，否则材料将无法固化。与纯环氧树脂相比，热固性聚酯固化非常迅速，并在此过程中产生大量热量。结合聚酯和环氧树脂以增加强度。

纯环氧树脂的固化速率可以通过使用不同的硬化剂来提高或降低，但最终使树脂硬化的是热量。一些树脂/纤维组合，称为预浸料，需要冷藏预浸渍纤维直到使用，此时材料暴露在室温下并开始固化。

树脂由主要制造商生产，然后大量出售给为特定应用生产特种化合物的配方设计师。

应用

环氧树脂可单独使用或与玻璃、碳或其他增强纤维（芳纶）结合使用，以制造从船体到电气元件的各种产品。它们在建筑行业中用于将螺栓和其他硬件固定到混凝土墙、天花板和地板上。它们用作灌封化合物、密封剂和密封剂。它们用作涂料、粘合剂等。环氧树脂在结构应用中的一个优点是与金属相比，它们本质上是耐腐蚀的。

聚酯树脂是玻璃纤维增强塑料 (FRP) 船结构中的主要树脂，因为该树脂价格低廉，并且很容易粘附在聚酯基凝胶涂层上——光滑、有光泽的外壳表面。环氧树脂通常是修复此类船体损坏的选择，因为它具有卓越的强度和良好的机械附着力。但是，它不会化学粘附在聚酯上。聚酯树脂在空气中不会完全硬化，因此最后一层必须含有蜡或必须采用称为真空袋装的工艺以确保正确固化。因此，聚酯层压与树脂和饰面树脂，其中含有蜡。苯乙烯是聚酯和乙烯基酯中的化学物质，用作稀释剂，即使在固化后也能赋予玻璃纤维制品特有的气味。这些烟雾被认为对健康有害。

乙烯基酯树脂是高质量船体工程以及需要一定结构强度或暴露于有机溶剂的环境的首选。尽管它们仍然容易吸水，但它们确实具有良好的热稳定性——但不如聚酯。它们与其他材料（例如纤维增强材料）的粘合效果不是特别好。

纯环氧树脂的卓越强度使其成为飞机部件和结构强度至关重要的应用的选择。固化环氧树脂中苯环的形成使其强度几乎是乙烯基酯的三倍，此外还提高了耐水性。环氧树脂也更热稳定，不会吸收水分或随时间降解。

环氧树脂以粉末形式提供，用于电机转子（用于槽绝缘）和外壳、电子元件等的高性能粉末涂层。制造高压绝缘体所需的电阻增加通常通过使用酸酐作为硬化剂而不是比胺。

物理属性

纯环氧树脂形成比聚酯或乙烯基酯树脂更复杂的结构，并且它们在不使用苯乙烯的情况下这样做，从而减少了它们对环境的影响。在讨论树脂的化学组成时，很多讨论都是针对分子的主链和交联。聚酯树脂被描述为不饱和的，具有许多双键。这解释了它们的低强度和亲水性。乙烯基酯树脂实现了更好的侧链交联，使其更能抵抗应力开裂并且受水分影响更小。环氧树脂依靠苯环的形成来完全交联侧链，赋予材料卓越的强度和防潮性。

最常见的两种环氧树脂是二缩水甘油醚双酚A（DGEBA，苯酚和丙酮的反应产物）和二缩水甘油醚双酚F（DGEBF，苯酚和甲醛的反应产物），它们以液体、固体树脂、溶解树脂在溶剂、预浸料中，也作为与纤维增强结合的片材。