环氧树脂种类、固化特性及用途有哪些？

环氧树脂是含有环氧基团的反应性聚合物和预聚物。在添加催化剂或共反应物（如酚类和胺类）后，环氧树脂会与自身发生反应。与其他类型的树脂相比，固化的环氧树脂具有优异的机械性能以及耐化学性和耐热性。它们的多功能性意味着它们在各种应用中都很有效，例如粘合结构部件、电绝缘和涂层混凝土。根据环氧树脂的类型，它可用于多种材料，包括木材、金属、塑料和石材。这里概述了不同类型的环氧树脂、它们的特性、固化过程及其应用。

环氧树脂的主要特性

这些是环氧树脂的主要性能：

• 高强度
• 最小收缩
• 对各种基材具有出色的附着力
• 电绝缘
• 耐化学性和耐溶剂性
• 低毒
• 低成本

环氧树脂固化迅速，适用于多种基材，尤其是复合材料应用。

环氧树脂有哪些不同类型？

环氧树脂可根据反应性环氧基所键合的化学链进行分类。以下是最常见的环氧树脂类型：

• 脂肪族环氧树脂：这些环氧树脂是通过双键环氧化或通过与环氧氯丙烷的反应产生的。
• 脂环族环氧树脂：这种环氧树脂在环氧环分子中有一个或多个脂肪族环。它们具有独特的脂肪族结构、大量的环氧乙烷且不含氯。这种化学结构导致低粘度、低介电常数、强耐候性和高玻璃化转变温度 (Tg)。
• 双酚环氧树脂：双酚 A 二缩水甘油醚 (DGEBA) 是商业应用中常用的树脂。它由双酚-A和环氧氯丙烷反应形成。
• 酚醛环氧树脂：这些树脂具有改进的功能，可增强固化系统的交联密度，使其成为需要极端耐化学性的高温应用的理想选择。酚醛环氧树脂不含挥发性有机化合物 (VOC) 或溶剂。
• 缩水甘油胺环氧树脂：这些环氧树脂具有高水平的功能，由环氧氯丙烷和芳香胺之间的反应生成。三缩水甘油基-对氨基苯酚和N,N,N’,N’-四缩水甘油基-双-(4-氨基苯基)-甲烷是工业级产品，在室温下具有低至中等粘度，因此更易于加工。
• 环氧树脂稀释剂：环氧树脂稀释剂由脂肪醇或多元醇制成。这些材料可以是单功能的、双功能的或更多功能的。

环氧树脂的固化时间和工艺

当环氧树脂与硬化剂混​​合时，化学过程会将液体材料转化为固体。这被称为固化期——环氧混合物从液体转变为凝胶再转变为固体。环氧树脂的温度是影响固化时间的主要因素，环氧树脂温度越高，固化越快。三个因素会影响环氧树脂的温度：环境温度、环氧树脂应用表面的温度以及环氧树脂固化时产生的热量（放热）。在较暖的温度下，添加缓慢固化剂以增加开放时间。技术人员还可以小批量生产，将环氧树脂倒入表面积较大的容器中，以散发放出的热量。在较冷的温度下，更快的硬化剂或额外的热量可以提高环氧树脂的温度以促进固化。在混合之前或之后应用，辅助热源包括加热灯或热风枪。

环氧树脂用途及施工方法

环氧树脂具有广泛的应用，包括涂料、粘合剂和生产复合材料，包括碳纤维和玻璃纤维增​​强材料。可以改变环氧树脂的特性以满足各种需要，例如导电性。粘合剂环氧树脂最流行的用途之一是作为结构和工程应用的粘合剂。环氧树脂粘合剂可以有效地连接飞机部件、高尔夫球杆和滑雪板等各种产品。工业工具环氧树脂可用于制造模具、铸件、主模型、层压板和夹具等工具。环氧塑料模具是木材或金属材料的绝佳替代品。在大多数工业流程中，环氧树脂模具可提高效率并降低成本和缩短交货时间。电气应用环氧树脂在电子领域至关重要，它们用于制造绝缘体、电机、变压器和发电机。环氧树脂因其出色的电绝缘性和在恶劣环境中提供保护的能力而受到重视。消费品应用其粘合特性使环氧树脂适合消费品使用，例如修复破损的陶瓷、木材、乳胶和金属物体。消费者也将环氧树脂用于艺术或 DIY 项目。