环氧树脂的性能和特性

环氧树脂的性能和特性（共8篇）

篇1：环氧树脂的性能和特性

环氧树脂涂料的组成和特性

七星地坪漆是地坪漆行业的佼佼者，企业集生产，销售和施工为一体的，从事施工行业十八年，案例包括：国贸大厦地下停车场，韩国大使馆，俄罗斯大使馆等

首先介绍一下环氧树脂地坪涂料，环氧地坪涂料对混凝土等多宗底材的附着力优先，固化收缩率低，具有良好的耐水性，耐油性，耐酸碱，耐盐雾腐蚀等特性，而且还具有良好的耐磨性，耐冲击下，耐洗刷性等物理特征，在使用时不易产生裂纹而且还容易冲洗，容易维修和保养，环氧地坪涂料在工业上占有重要的地位，是现代工业理想的地坪涂料品种.1,环氧地坪涂料的成膜物质

环氧树脂地坪涂料的成膜物质主要由环氧树脂和环氧树脂的固化剂所组成，另外，有时候为了改善漆膜的性能和施工性能，常在含环氧树脂的组成中加入欢迎树脂活性稀释剂，这样的稀释剂成分中含有一个或者两个以上的环氧基，可直接参与环氧树脂的固化反应，从而成为环氧树脂固化交联网络结构的一部分了。

（1）环氧树脂

1，环氧树脂的结构和性能特点，环氧树脂经过数十年的研制与发展，已经成功开发了数百种品种，一般可以分为两个类别；

a，缩水甘油类，大多用环氧氯丙烷反应制的，缩水甘油类一般又分为缩水甘油醚，缩水甘油酯，缩水甘油胺三个大类。

b，非缩水甘油类，用过醋酸等氯化剂与环烯或者聚丁二烯等碳，碳双键反应制的，产量少，主要用于辐射固化涂料。

环氧树脂涂料适用的场所有：电器、电子、机械、食品、医药、化工、烟草、饲料、纺织、服装、家具、塑料、文体用品等制造工厂的车间水泥或水磨石地面。

一流的质量和服务是我们的承诺客户的满意和依赖是我们的追求

篇2：环氧树脂的性能和特性

你们好！我厂如果承建贵厂的起重机设备，我们将采用国家标准和国内外最新的技术，确保贵厂使用，下面将我厂为贵厂建造的起重机设备特性值提供给你们参考核准。

一、为贵厂设计制造的起重机使用周期为50周年

二、根据《通用桥式起重机》国家标准GB/T14405-93本机设计为QD型32//5T×LK

（25.5~34.5M），H=（12~15M）的双梁桥式起重机

三、特性值：

1、根据冶金行业SCS工厂工况为重级使用情况，建造该机为A6级重级行车

2、建造起重机的载荷量，动载荷为35吨，静载荷为40吨

3、使用场合为可在易燃、腐蚀性介质的环境中使用

4、整机的安全系数为≥6%

5、整机的防护等级为IP23，绝缘介质强度KV>20，可耐受60倍额定电流

6、整机安装照明装置，桥架底部4组白炽灯功率≥250W7、整机噪音分贝dba≤758、本机的故障率，无故障时间为年/3次

9、整机的环保情况，甲醛含量达到国家环保要求

10、起重机的运动方式，采用最先进的软起动装置型式，确保吊重无冲击现象发生

篇3：环氧树脂的性能和特性

1实验部分

1.1主要原料

功能性填料:金刚石粉 (北极星金刚石粉料有限公司, 平均粒径 5μm, 10μm, 20μm) 。环氧树脂E-20:环氧当量470～490g/eq, 比重1.19g/mL, 江苏三木集团有限公司。固化剂:甲醚化氨基树脂 (AR) , 固含量:78%～82%, 江苏三木集团有限公司。乙二醇单丁醚 (BCS) :沸点171.2℃, 比重0.90g/mL, 北京宝石伟业化工有限公司。尼龙酸二甲酯 (DBE) :酯含量≥99%, 水分≤0.1%, 沸程196～225℃, 北京宝石伟业化工有限公司。助剂:分散剂和流平剂, 德国毕克化学公司。

1.2样品制备

将不同粒径, 不同体积分数的金刚石粉, 环氧树脂, 高沸点溶剂 (BCS, DBE) , 助剂制成组分1, 甲醚化氨基树脂作为固化剂组分2。使用时将两组分混合, 浇铸模具 (直径10mm, 厚度1mm) , 130℃恒温30min, 210℃烘干10min, 固化成型, 取样, 进行性能测试。

1.3性能测试

热导率测定:TC-7000H型激光热导仪。烧结后显微形貌观察:冷场发扫描式电子显微镜 (FE-SEM S4800) 。

2结果与讨论

2.1金刚石粉质量分数对固化层导热性能的影响

将平均粒径为5μm的金刚石粉均匀分散在环氧树脂中制备胶粘剂。图1是不同金刚石粉体积分数制备的胶粘剂固化后断面的电子显微形貌。表1是固化后的导热系数。当填充体积分数在31%以下时, 颗粒分散在环氧树脂中, 被环氧树脂阻隔, 互相接触很少, 故导热系数较低。热导率和扩散系数随着金刚石粉含量增加, 增长缓慢, 增加金刚石粉含量对材料导热系数提高不明显。当金刚石填充量达到某一临界值时 (如图1中的c) , 体积分数超过31%时, 体系内的填料颗粒开始相互接触, 形成导热网链, 贯穿于环氧树脂基体中, 热导率随着填充量的增加而迅速上升。体积分数达到44.7%时, 其热导率可以达到1.5W/m·K。体积分数超过44.7%这个临界值后, 随着填料含量增加, 导热系数降低。这主要是由于环氧树脂不能充分润湿金刚石粉表面, 导致金刚石粉颗粒之间有较多的空隙, 热阻增大, 导热系数反而下降。而且, 胶粘剂对基材的附着力也将随金刚石填充量的增加而降低。

(a:16.6%;b:23%;c:31%;d:41%;e:44.7%)

2.2金刚石粉粒径对固化层导热性能的影响

表2是不同粒径的金刚石粉体、相同的金刚石体积分数制备的胶粘剂固化后的导热系数测定值。随着金刚石粉粒径的增大, 体系的密度、热扩散速率和导热系数按不同比例增大, 而体系的比热却随着金刚石粉粒径的增大而下降。图2中, a、b、c分别是粒径为5μm、10μm、20μm金刚石粉在填充量41%时, 固化层的断面图。从图可分析得到, 在相同填充质量分数下, 金刚石粉的粒径越小, 金刚石粉越容易被环氧树脂分散开, 接触点较少;从图2的a中看到, 小粒径的金刚石粉容易形成点接触, 而c中大粒径的金刚石粉则容易产生面接触, 接触更加紧密, 导热系数更高。从以上分析, 在相同金刚石粉含量下, 特别是含量接近填充临界点时, 大粒径金刚石粉更有利于导热系数的提高。

(a:5μm;b:10μm;c:20μm)

3结论

(1) 金刚石粉/环氧树脂胶粘剂体系中, 体积分数在31%以下时, 金刚石粉在基体中比较分散, 颗粒间被热导率很低的树脂分隔, 但当体积分数超过31%时, 颗粒开始相互接触, 可以形成一定的导热链, 体系的导热系数开始迅速上升。当体积分数高于44.7%时, 由于环氧树脂含量过少, 不能润湿金刚石粉表面, 粒子间存在气相, 导致随着金刚石粉含量增加, 导热系数反而下降。当金刚石粉体积分数为44.7%时, 胶粘剂在保证其它性能较好情况下, 导热系数达1.5W/m·K。利用加压成型, 可以进一步提高材料导热系数。

(2) 小粒径的金刚石粉与树脂基体接触的表面积更大, 受到相应的热阻更大。大粒径金刚石粉, 随含量的增加, 至临界点后, 能形成更多面接触。因此大粒径更有利于胶粘剂热导率提高。

参考文献

[1]Zhao H F, Tang W Z, Li C M, et al.Thermal conductiveproperties of Ni-P electroless plated SiCp/Al composite elec-tronic packaging material[J].Surface and Coatings Technolo-gy, 2008, 12 (202) :2540-2544.

[2]Sim L C, Ramanan S R, Ismail H, Seetharamu K N, et al.Thermal characterization of Al2O3and ZnO reinforced siliconerubber as thermal pads for heat dissipation purposes[J].Ther-mochim Acta, 2005, 1-2 (430) :155-165.

[3]李侃社, 王琪.导热高分子材料研究进展[J].功能材料, 2002, 33 (2) :136-141.

[4]Tsakoumis Kusunose, Tohru Sekino, Koichi Niihara.Produc-tion of a grain boundary phase as conducting pathway in insula-ting AlN ceramics[J].Acta Materialia, 2007, 18 (55) :6170-6175.

[5]Hong He, Renli Fu, Yuan Shen, et al.Preparation and prop-erties of Si3N4/PS composites used for electronic packaging[J].Composites Science and Technology, 2007, 11-12 (67) :2493-2499.

[6]Wenying Zhou, Shuhua Qi, Haidong Li, et al.Study on insu-lating thermal conductive BN/HDPE composites[J].Thermo-chim.Acta, 2007, 1 (452) :36-42.

[7]Geon-Woong Lee, Min Park, Junkyung Kim, et al.Enhancedthermal conductivity of polymer composites filled with hybridfiller[J].Applied Science and Manufacturing, 2006, 5 (37) :727-734.

篇4：环氧树脂的性能和特性

关键词：热稳定性；环氧树脂；改性纳米SiO2；介电性能

中图分类号： O631文献标识码：A

Abstract：The blending method was used to prepare nanoSiO2/epoxy composites， where nanoSiO2 was premodified using silane coupling agent. The influences of nanoSiO2 content on the microstructure， thermal stability and dielectric properties of SiO2/EP composites were studied by using IR， SEM， TGA， impedance analyzer et al. The microscopic mechanism of thermal stability and dielectric property evolutions of the SiO2/EP composites were also discussed. with the increase of nanoSiO2 content， the thermal stability of SiO2/EP composites gradually increased， while the dielectric constant and dielectric loss factor of the composites decreased first and then increased. When the content of nanoSiO2 equaled 4%， the nanoparticles exhibited a uniform dispersion in composite， its dielectric constant was 2.86， and its corresponding dielectric loss was 0.023 53.

Key words：thermal stability； epoxy resin； modified nanoSiO2； dielectric properties

随着信息产业的飞速发展， 人类社会正稳步朝着高度信息化的方向发展，信息处理与信息通讯正构成高度信息化科学技术领域发展中的两大技术支柱.以高速计算机、示波器、IC测试仪器为主体的信息处理技术追求信息处理的高速化、容量的增大化和体积的小型化；以手机、卫星通讯及蓝牙技术等为代表的信息通讯技术追求多通道数、高性能化和多功能化，使得使用频率不断提高，进入高频甚至超高频领域.在高频电路中，由于基板介电常数越低，信号传播得越快；基板的介电常数越小，损耗因数越小，信号传播的衰减越小[1]，因此，要实现高速传输、低能量损耗与小的传输延时，则对基板材料提出了更高的要求，即要求基板材料为低ε、低tanδ.此外，高的耐热性，低的吸水性和高的尺寸稳定性也是高频电路对基板材料的基本要求[2].传统的基板材料（FR4）所用的基体树脂主要为环氧树脂，因其成本低、工艺成熟而在印刷电路板中大量使用；但作为高频电路基板材料，却暴露出介电性能低劣、耐热性不佳、热膨胀率偏高、耐湿性差等缺陷.因此开发适合高频电路基板材料用的树脂体系是印刷电路板行业目前研究的一个重要方向，而对EP进行改性并借助EP较为成熟的生产和加工工艺研究、开发和制备新型的树脂体系，是制备高性能电路基板的一条非常经济有效的途径[3-5] .

研究表明，无机纳米粒子弥散分布的树脂基体材料，由于纳米粒子具有的表面特性和晶体结构使基体材料显示出一系列优异的性能[6-7]，其中纳米SiO2 改性树脂基体具有很多优异的性能[8-10]，但纳米SiO2表面存在大量的羟基使其表现为亲水性、易团聚，贮存稳定性差等缺点.因此纳米颗粒在树脂中的均匀分散是制备高性能纳米颗粒弥散分布有机树脂的一个重要环节[11].

本文采用硅烷偶联剂KH570改性纳米SiO2粉体，通过共混法制备了高性能SiO2EP树脂复合材料，并对其微观结构、热稳定性和介电性能进行研究.

1实验部分

1.1原料

纳米SiO2质量分数≥99.5%，粒径15 nm，杭州万景新材料有限公司；苯（A.R.）、二甲苯（A.R.）、无水乙醇、H2O2 （30 %，A.R.），γ2（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（A.R. KH570）、环氧树脂（E44，6101）（湖南三雄化工厂）、固化剂聚酰亚胺（低分子650）（湖南三雄化工厂）.

1.2SiO2改性环氧树脂复合材料的制备

参考文献[11]，采用 γ2（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（KH570）对纳米SiO2进行表面改性处理得到亲油性纳米SiO2粉体.

SiO2改性环氧树脂复合材料的制备工艺如下（以2% SiO2EP为例）：取2 g亲油性SiO2粉体，超声分散于80 mL二甲苯中，然后加入49 g环氧树脂，搅拌均匀后再加入49 g的聚酰胺固化剂，超声分散搅拌均匀，最后将混合体系倾入铝制模具中，放置于烘箱中先于120 ℃预固化2 h，再升温至150 ℃固化3 h，最后于180 ℃固化1 h得最终试样.

为对比不同试样的性能，采用相同工艺制备了未添加纳米SiO2的EP.不同组成的试样编号如表1所示.

1.3性能测试

采用傅立叶变换红外光谱（FTIR，Avatar360，Nicolet）研究改性纳米SiO2前后，不同试样中化学键的变化，判断可能发生的反应.操作条件：采用KBr压片法制样，测量的波长范围为（4 000～400） cm-1.

采用扫描电子显微镜（SEM，JSM6700F，Jeol）表征微观形貌，观察纳米颗粒在复合材料中的分散情况.

用STA449C综合热分析仪研究试样的热稳定性.操作条件：样品质量为25～35 mg，Ar流量为50 mL·min-1，升温速率为10 ℃·min-1，温度变化范围为（0～800） ℃.

介电常数是指介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场，在相同的原电场中某一介质中的电容率与真空中的电容率的比值. 介电损耗是电介质在交变电场中，由于消耗部分电能而使电介质本身发热的现象.SiO2改性环氧树脂复合材料的介电常数和介电损耗采用美国安捷伦公司生产的Agilent 4991A高频阻抗分析仪测试，测试频率为1 M～1 G，测试夹具为美国安捷伦公司生产的Agilent16453A介电性能测试夹具.

2结果与讨论

2.1FTIR分析

图1为3种试样的红外图谱.对改性纳米SiO2而言，位于1 103 cm-1左右的一个宽强峰及812 cm-1附近的一个尖峰属于Si-O-Si键的对称振动峰（νSi-O-Si） .波数为1 395 cm- 1 的吸收峰属于νSiO-H的伸缩振动峰；波数为1 637 cm-1 处的吸收峰属于νC = C 的伸缩振动峰，波数为1 606 cm-1 处的吸收峰归属于νC-C的收缩振动峰，这两种化学键均来自于硅烷偶联剂KH570，从这几个吸收峰来看，硅烷偶联剂已经成功地连接在SiO2表面[11-12].同时由于改性纳米SiO2中仍存在Si-OH键振动峰，表明偶联剂在纳米SiO2表面的反应进行得并不完全，偶联剂用量对SiO2改性效果的影响有待进一步研究.

由于聚酰亚胺固化EP材料的官能团较多，本文重点分析添加改性SiO2后，相应官能团的变化.对比添加改性纳米SiO2前后EP的红外吸收，可知纳米SiO2在1 395 cm- 1处的峰消失，同时EP材料中出现于1 628 cm-1处的δCO-H和1 405 cm-1处的δN-H的强度降低甚至消失，表明硅烷偶联剂和改性纳米SiO2与EP树脂材料发生了化学反应，导致δCO-H和δN-H吸收峰强度降低或者消失.

波数/cm-1

2.2纳米SiO2添加量对EP热稳定性能的影响

图2为不同样品在Ar气氛下的热重（TG）曲线和微分热重（DTG）曲线.从图2（a）所示TG曲线可以看出，不同组成的试样在Ar气氛中的热失重过程相似，在300～500 ℃，在相同的温度下，随SiO2含量的增加，失重率显著升高；而当失重率相同时，随SiO2含量的增加，复合树脂对应的温度升高，表明其热稳定性增加.表2给出了不同试样一定失重率对应的温度.

从图2（b）所示DTG曲线可以看出，0#试样有两个峰值，这表明EP基体的分解可大致分为两个步骤，这两个失重峰对应的分别是环氧树脂基体的热分解和裂解残碳的氧化[13-14].随着添加量的增加，第一个峰值逐渐变平缓直到最后消失，而失重速率最大时对应的峰值温度（见表2）则逐渐升高，这也表明随添加量的增加，偶联剂的官能团和改性纳米SiO2表面残留的Si-OH与基体树脂的官能团发生了化学反应，从而提高了树脂基体的“牢固度”[15].添加量越多，“牢固度”增加的程度越大，从而导致基体材料的热稳定性逐渐提高.

由于环氧树脂及其固化剂含有较多的氧，因此尽管在惰性气氛中进行热分解研究，但其裂解后的残炭量几乎完全消失，残余质量与添加在其中的SiO2量相一致[14].

2.3纳米SiO2添加量对EP微观形貌的影响

图3为添加不同纳米SiO2颗粒的SiO2/EP复合材料的微观形貌图谱.从图3（a）中可以看出，未添加SiO2的试样断面较为粗糙；从图3（b）～（e）可以看出，随SiO2添加量的增加，其在EP中的分布由分散均匀，团聚少（图3（b） 和3（c）），逐步改为团聚明显，分散均匀性差（图3（d） 和3（e））.当添加量为4%时，纳米SiO2均匀地分散在EP基体中，粒径约为30 nm，对比原始SiO2尺寸，纳米颗粒还存在微弱的团聚现象.随添加量的增加，纳米SiO2团聚现象明显增加，当添加量增加到16%时，纳米颗粒出现严重的团聚现象，这将影响其介电性能.这种团聚一方面是由于纳米颗粒有很高的比表面积，同时由于偶联剂与纳米SiO2颗粒表面Si-OH反应得并不完全，导致纳米颗粒表面仍存在Si-OH，这些官能团彼此之间可以发生缩合反应导致颗粒团聚.

2.4纳米SiO2添加量对EP基体介电性能的影响

2.4.1纳米SiO2添加量对EP介电常数的影响

图4为不同试样的介电常数与测试频率的关系曲线图.从图4可以看出，5组试样的介电常数均随着频率的升高呈下降趋势.同时随着纳米SiO2添加量的增加，试样的介电常数呈先降低后升高的趋势.当添加量为4%时，试样的介电常数具有最低值.

log（f/Hz）

析认为，当纳米SiO2的添加量小于4%时，纳米SiO2添加到树脂基体后，形成了“ 核壳过渡层”结构，以“核”作为交联点使得复合材料的交联度提高，其极性基团取向活动变得困难， 因而复合材料的介电常数下降.而当纳米SiO2的添加量大于4%时，纳米SiO2本身介电性能较高的影响超过了其对树脂基体极性基团的“束缚”作用而产生了介电性能降低效应，这就导致复合材料介电常数的增加[16].

2.4.2纳米SiO2添加量对EP介电损耗的影响

图5为5种试样的介电损耗随频率的变化曲线.从图5可以看出，试样的介电损耗均随测试频率的增加先升高后降低；随着纳米SiO2加入量的增多呈现先降低后升高的趋势.同一测试频率下，当纳米SiO2的添加量为4%时，材料的介电损耗最低；当纳米SiO2的添加量为6%时，材料的介电损耗开始增加；当纳米SiO2的添加量为16%时，材料的介电损耗接近纯EP试样的介电损耗.

分析认为，复合材料的介电损耗取决于环氧树脂极性基团的松弛损耗和极性杂质电导损耗的共同作用.加入纳米SiO2后，一方面改性纳米SiO2表面的官能团可以与聚酰亚胺固化EP中的官能团反应，束缚了树脂基体中极性基团的运动，从而降低了松弛损耗；另一方面，改性后的纳米颗粒表面不可避免地存在一些极性基团，这些基团同时增加了电导损耗，复合材料的介电损耗正是这二者共同作用的结果.当纳米SiO2的添加量小于6%时，试样的松弛损耗的降低效果高于电导损耗的增加效果，所以试样的介电损耗均比纯EP的小.而当纳米SiO2的添加量为16%时，纳米SiO2出现明显的团聚现象，这就导致松弛损耗的效果迅速降低，从而导致试样总体的介电损耗接近纯EP试样[17].

3结论

利用硅烷偶联剂对纳米SiO2进行表面改性，通过共混法制备了不同纳米SiO2含量的SiO2/EP纳米复合材料，研究了SiO2的添加对复合材料微观结构、耐热性和介电性能的影响.结论如下：

1 ） 当纳米SiO2含量在0～16%时，随着纳米SiO2含量的增加，SiO2/EP纳米复合材料的热稳定性逐渐升高.

2） SiO2/EP纳米复合材料的介电性能随着测试频率的升高呈下降趋势.同一测试频率下，随着纳米SiO2添加量的增加，试样的介电常数呈先降低后升高趋势.

3）当纳米SiO2含量为4%时，复合材料的综合性能最优.其耐热性较好，介电性能最优（频率为1 GHz时，介电常数为2.86，介电损耗为0.023 53）.

参考文献

[1]祝大同. 高频基板材料的新技术发展[J].印制电路信息， 2001（8）：15- 19.

ZHU Datong. Development of new technology in high frequency PCB[J]. Printed Circuit Information， 2001（8）：15-19.（In Chinese）

[2]祝大同. 印制电路板制造技术的发展趋势[J].印制电路信息， 2003（12）：14 -21.

ZHU Datong. Developing trends of manufacturing technology for PCB [J]. Printed Circuit Information， 2003（12）：14-21.（In Chinese）

[3]孟季茹，梁国正. 聚苯醚改性环氧树脂基覆铜板的研制[J].复合材料学报， 2003， 20（1）： 74-78.

MENG Jiru， LIANG Guozheng. Preparation of the copper clad laminate based on modified epoxy with poly （2，6dimethyl1，4phenylene ether [J]. Acta Materiae Compositae Sinica， 2003， 20（1）：74-78. （In Chinese）

[4]赵立英， 马会茹，官建国. 聚醚链段长度对氨基聚醚环氧树脂力学性能的影响[J]. 高等学校化学学报， 2009， 30（7）： 1454-1458.

ZHAO Liying， MA Huiru， GUAN Jianguo. Influence of polyether segment length on mechanical properties of cured epoxy resins based on aminoterminated Poly（ethylene glycol） and diglycidyl ether of bisphenol [J]. Chemical Journal of Chinese Universities， 2009， 30（7）：1454-1458.（In Chinese）

[5]钱军民，李旭祥. 环氧树脂改性研究进展[J].工程塑料应用， 2001， 29 （10）： 50-53.

QIAN Junmin， LI Xuxiang. Advances in modification of epoxy[J]. Engineering Plastics Application， 2001，29（10）：50-53.（In Chinese）

[6]WANG Zhengzhi，GU Ping， WU Xiaoping，et al. Micro/nanowear studies on epoxy/silica nanocomposites [J]. Composites Science and Technology， 2013， 79： 49-57.

[7]LIN Jing， WU Xu， ZHENG Cheng，et al. Synthesis and properties of epoxypolyurethane/silica nanocomposites by a novel sol method and insitu solution polymerization route[J]. Applied Surface Science， 2014， 303： 67-75.

[8]柯昌美，段辉.环氧树脂基纳米复合材料研究进展[J]. 武汉科技大学学报：自然科学版， 2003（6）： 120-121.

KE Canmei， DUAN Hui. Research progress in epoxynanocomposites[J]. Journal of Wuhan Yejin University of Science and Technology：Natural Sciences，2003（6）：120-121.（In Chinese）

[9]MATEJKA L，DUSEK K， PLESTIL J，et al. Formation and structure of the epoxy silica hybrids [J].Polymer， 1998，40：171-181.

[10]张小华，徐伟箭.无机纳米粒子在环氧树脂增韧改性中的应用[J]. 高分子通报， 2005， 6： 100-112.

ZHANG Xiaohua， XU Weijian. Application of inorganic nanoparticals in epoxy resin toughening[J]. Polymer Bulletin， 2005， 6： 100-112.（In Chinese）

[11]张祺，毕成，李耀刚，等. 纳米SiO2表面改性及其分散性能研究[J] 化工新型材料， 2008， 36（5）： 41-42.

ZHANG Qi， BI Cheng， LI Yaogang，et al. Study on surface modification of the SiO2 nanoparticles and dispersion[J].New Chemical Materials， 2008， 36（5）： 41-42.（In Chinese）

[12]常建华， 董绮功. 波谱原理及解析[M].2版.北京：科学出版社，2006：2.

CHANG Jianhua， DONG Yigong. The principle and analysis of spectrum[M].2nd ed. Beijing： Science Press， 2006：2.（In Chinese）

[13]陈敏孙，江厚满，刘泽金. 玻璃纤维/环氧树脂复合材料热分解动力学参数的确 定[J]. 强激光与粒子束， 2010， 22（9）： 1969-1972.

CHEN Minsun， JIANG Houman， LIU Zejin. Determination of thermal decomposition kinetic parameters of glassfiber /epoxy composite [J]. High Power Laser and Particle Beams， 2010， 22（9）：1969-1972.（In Chinese）

[14]WANG Xin， HU Yuan， SONG Lei，et al. Thermal degradation mechanism of flame retarded epoxy resins with a DOPOsubstitued organophosphorus oligomer by TGFTIR and DPMS[J]. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis， 2011， 92： 164-170.

[15]LIN Chinghsuan，FENG Chenchia，HWANG Tingyu. Preparation， thermal properties， morphology， and microstructure of phosphorus containing epoxy/SiO2 and polyimide/SiO2 nanocomposites[J]. European Polymer Journal， 2007， 43： 725-742.

[16]徐曼，曹晓珑，俞秉莉. 纳米SiO2/环氧树脂复合体系性能研究— （SymbolIA@ ）复合材料的性介电特性和力学特性[J]. 高分子材料科学与工程，2005，21（1）：156-159.

XU Man， CAO Xiaolong ，YU Bingli. Study on properties of nanoSiO2/epoxy resin composite—（Ⅱ） electrical and mechanical properties[J]. Polymer Materials Science & Engineering， 2005， 21（1）：156-159.（In Chinese）

篇5：环氧树脂模具的种类及材料与性能

中国粘合剂网

环氧树脂模具的种类及材料与性能：

一、概况

环氧树脂模具又称树脂模具，它具有制造周期短、成本低、特别适合形状复杂的制品和产品更新换代快速的工业领域；因此，在国外先进国家已得到广泛的应用，特别在汽车制造业、玩具制造业、家电制造业、五金行业和塑料制品等工业系统使用得更为普及。环氧树脂模具按不同的结构和用途，采用各种性能的环氧树脂、固化剂、增韧剂和填料（铁粉、铝粉、硅微粉、重晶石粉等）等配制成模具树脂，同时以玻璃纤维布和碳纤维布作增强材料而制成的。

环氧树脂模具按不同用途和技术要求，能设计出不同的环氧模具树脂配方组份。从国内、外环氧树脂模具实际应用统计，环氧树脂适合于制作以下几种类型的模具，在冷压模具方面有：弯曲模、拉延模、落锤模、铸造模等；在热压模具方面有：塑料注射模、注腊模、吹塑模、吸塑模、泡沫成型模、皮塑制品成型模等。环氧树脂模具的制造特点，是制造简易，快速，成本低；例如一些外形复杂、难成形的金属模具，用环氧树脂制造，采用浇注法或低压成形法，就能一次成形，无需大型精密切削机床，也可不用高级钳工。有些金属模具制造的周期要几个月至半年，采用环氧树脂模具一般只要3～5天就可完成，其成本仅仅是钢模的15～20%左右，而且树脂模具使用寿命很长，磨损了还可以很快修补好，继续使用。因此，环氧树脂模具的制造是一项打破传统机械加工工艺的新技术、新材料和新工艺。环氧树脂模具，在国外都是大型工厂设立的专门研制中心制造的，而在国内仅在于国防工业单位研制了一些，一般工厂企业都缺乏这方面的制造工艺技术和配方，所以在我国环树脂模具的应用、普及和发展的速度很缓慢。今后随着新材料、新技术的发展，环氧树脂应用技术的推广，环氧树脂模具的综合性能和制造技术被广泛了介和认识，环氧树脂复合材料性能的提高，树脂模具的制作工艺和应用工艺的简化，环氧树脂模具必然会得到飞跃的发展，成为新的高效率的低成本的先进模具。

二、环氧树脂模具的种类

1、环氧树脂冷压类型的模具

（1）弯曲模、成形模、拉延模、切口模等。

环氧树脂的复合材科主要用来制造凹凸模，可以浇注成形，也可以低压模压法成形，它可以冲压或拉延0.8毫米钢板2毫米以下的铝板，寿命在万次以上不磨损。对于大型拉延模具，如汽车驾驶室顶盖件，用环氧树脂制造模具显示出更大的优越性，无需大型切削机床。切口模用来制造结构复杂的大型零件，在凹凸模刃口部嵌以钢带。用环氧树脂制造的弯曲成形模具，冲压的另件有吊扇的风叶等，风叶型面尺寸要求很高，因关系到风量和使用效果等，环氧树脂模具固定在100吨冲床上冲压成形，冲压次数巳达三十余万次，树脂模具还在使用。

（2）落锤模

环氧树脂模具的种类及材料与性能

中国粘合剂网

采用环氧树脂落锤模，可以冲压2.5毫米厚的铝板，1.5毫米厚的不锈钢板。树脂做的模具，协调性能好，工艺简单，制造周期短，比铝锌模缩短3/4时间，还可节省大量的有色金属，降低成本。

（3）铸模

关于铸模如模型、芯盒、型板等，采用环氧树脂制作铸模的优点：

①树脂模具制造周期短，如铝模制造周期约一个月，而树脂模具制作只需3～5天；

②树脂模具使用寿命长，如铝模用到二千次就要大修，而树脂模可用到二万次；

③树脂模具修理简单、方便；

④树脂模具重量轻，劳动生产率高。

因此，国、内外巳普遍、广泛的应用环氧树脂制作铸模。结构形式：有树脂包复式模具和全树脂整体式模具。

此外，环氧树脂还能制作锤击模、爆炸成形模、液压成形模、拉伸模胎、移形模、检验模等，以上的树脂模具，大部分是用来制造飞机，汽车或火箭上的另部件。环氧树脂模具制造速度快，成本低、协调性能好，能解决一般金属模具制造中的技术难关。

2、环氧树脂热压类型的模具（1）注腊模

用于压注腊型的模具，一般用金属制作模具，批量小的、要求不高的也采用石膏模。先用注腊模注出腊型，根据腊型再做成壳模，溶腊后浇注金属。树脂的注腊模，强度高，成型方便，光洁度高，耐磨性好，导热性稍差一些，在加工成形雕塑的型面时，经济效益就更高了。

（2）塑料注射模

随着工程塑料的飞跃发展与广泛的应用，塑料模具的制造，就更显出重要性了。环氧树脂注射模具是国内外正在努力突破的一项新技术。据资料介绍，环氧树脂注射模国外作为一种简易、快速模具，因为它成型快，外形精确，但缺点是耐热性差，因此，在树脂模具设计时应考虑冷却水管道，来提高注塑次数。我国也有几个单位在研制这类树脂模具，并取得了良好的应用，注塑次数巳达万次以上，环氧树脂模具型面无变化。在树脂模具配方设计上的优化和模具结构上的改进，使树脂模具的热态强度、导热系数都有较高的水平。因此，如果产品型面为雕塑的型面，机加工简直无法加工的，则更显出环氧树脂模具的优越性。

环氧树脂模具的种类及材料与性能

中国粘合剂网

（3）吹塑模和吸塑模具

这类模具都要求环氧树脂配方固化物要有良好的热态强度和导热系数，它最大的优点是成形方便，这些树脂模具都属于开发应用中的模具。

三、制造环氧树脂模具的材料与性能

制造树脂模具的基体树脂有酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂等。在这些基体树脂中，环氧树脂的机械、物理性能最好，工艺性也好。所以现在都用环氧树脂制造模具，如现在最高强度的复合材料，就是环氧树脂与硼纤维、碳纤维等制成的。

基体树脂：常用的环氧树脂有双酚A环氧树脂，如；YD-128、E-

51、E-44等；线型酚醛环氧树脂F-44和F-45；氨基多官能团环氧树脂AFG-80、AFG-90；脂环族环氧树脂R-122等。根据不同树脂模具的机械强度要求、耐热性要求和精度要求选择基体树脂类型，再设计配方。

固化剂：胺类固化剂：脂肪胺、缩聚胺、芳香胺、改性芳香胺等；

咪唑类固化剂：2-甲基咪唑、改性咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑等；

酸酐类固化剂：甲基四氢苯酐、改性甲基四氢苯酐、氯桥酸酐、均苯四甲酸二酐等。

增韧剂：LDY-050活性增韧剂、LDY-052反应型增韧剂、LDY-055海岛结构增韧剂、高聚合度聚硫橡胶、端羧基丁睛橡胶等。

纤维增强材料：玻璃纤维（布）、碳纤维（布）、硼纤维（布）等。

填料：硅微粉、铁粉、铝粉、铜粉、氧化铝粉、重晶石粉等。

环氧树脂模具复合材料，是由基体树脂、固化剂，增韧剂，填料和纤维增强材料等组成，起固化反应而达到高性能的模具树脂。根据不同模具不同的结构和技术要求，设计不同的配方，配方不同，其成形工艺，固化工艺也不同。

四、制造环氧树脂模具的工艺方法

1、浇注工艺制造

按环氧树脂配方比例称量和混合，然后浇注入模型模具，按配方工艺要求，采用室温或高温固化成型。也可采用振动浇注工艺。

2、层压工艺制造

环氧树脂模具的种类及材料与性能

中国粘合剂网

玻璃纤维或碳纤维增强的环氧树脂模具，在固化时不用压力的，在模型里层迭纤维增强材料并层层涂以环氧树脂混合料，称为接触层迭工艺。固化时如在加压下进行，可增加玻璃纤维含量，称加压层压工艺。

3、短玻璃纤维增强与树脂的混合物，能够在简易的金属模内成形。

篇6：环氧树脂性能特点

(1)力学性能高。环氧树脂具有很强的内聚力，分子结构致密，所以它的力学性能高于酚醛树脂和不饱和聚酯等通用型热固性树脂。

(2)附着力强。环氧树脂固化体系中含有活性极大的环氧基、羟基以及醚键、胺键、酯键等极性基团，赋予环氧固化物对金属、陶瓷、玻璃、混凝土、木材等极性基材以优良的附着力。

(3)固化收缩率小。一般为1%～2%。是热固性树脂中固化收缩率最小的品种之一(酚醛树脂为8%～10%；不饱和聚酯树脂为4%～6%；有机硅树脂为4%～8%)。线胀系数也很小，一般为6×10-5/℃。所以固化后体积变化不大。

(4)工艺性好。环氧树脂固化时基本上不产生低分子挥发物，所以可低压成型或接触压成型。能与各种固化剂配合制造无溶剂、高固体、粉末涂料及水性涂料等环保型涂料。

(5)优良的电绝缘性。环氧树脂是热固性树脂中介电性能最好的品种之一。

(6)稳定性好，抗化学药品性优良。不含碱、盐等杂质的环氧树脂不易变质。只要贮存得当(密封、不受潮、不遇高温)，其贮存期为1年。超期后若检验合格仍可使用。环氧固化物具有优良的化学稳定性。其耐碱、酸、盐等多种介质腐蚀的性能优于不饱和聚酯树脂、酚醛树脂等热固性树脂。因此环氧树脂大量用作防腐蚀底漆，又因环氧树脂固化物呈三维网状结构，又能耐油类等的浸渍，大量应用于油槽、油轮、飞机的整体油箱内壁衬里等。

篇7：环氧树脂的性能和特性

碳纤维增强树脂基复合材料的热失重特性研究

在实验室研究了两种典型的树脂基复合材料T300/5405和T300/HD03热老化过程中的.热失重特性,得到了几种不同温度下两种树脂基复合材料的热失重-时间曲线及失重速率-时间曲线.由此定性地分析了温度、时间对树脂基复合材料热失重特性的影响,确定了树脂基复合材料热老化过程由物理老化为主向化学老化为主转变的临界温度.

作 者：陈新文 李晓骏 许凤和 CHEN Xin-wen LI Xiao-jun XU Feng-he 作者单位：北京航空材料研究院,北京,100095刊 名：航空材料学报 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF AERONAUTICAL MATERIALS年，卷(期)：20(3)分类号：V258+.3关键词：树脂基复合材料 热失重特性 物理老化 化学老化 临界温度

篇8：环氧树脂的性能和特性

关键词：X射线辐射,环氧树脂,介电性能,微观结构

环氧树脂中含有独特的环氧基、羟基、醚键等活性基团和极性基团,因而具有优良的物理、力学性能,介电性能以及良好的可加工工艺性能[1],因此自20世纪60年代以来被广泛的应用于电力设备绝缘中。

X射线数字成像( DR) 无损检测技术可以在不断电、不拆卸的情况下直观的判断设备的缺陷类型和位置,具有便携、实时、快速、数字化、直观等的优点; 因此在电力设备的故障检测中已经得到了广泛的应用[2]。由于X射线检测可能需要较多的时间和较大的辐射功率,但不同的辐射时间和辐射能量的X射线对电力设备环氧树脂绝缘材料的影响情况还未可知[3—5],因此展开X射线辐射对固化环氧树脂绝缘材料电气性能和微观结构影响的研究。

1 实验与测量

1. 1 X 射线辐射环氧树脂固化物实验

实验样本: 由双酚A型环氧树脂和邻酸酐类固化剂固化成的10 cm×10 cm×0. 01 cm的环氧树脂薄膜,如图1所示。

实验设备: GE公司ERESCO MF4 X射线机,管电压范围( 10 ~ 300) k V,管电流范围( 0. 5 ~ 6) m A,持续额定功率900 W。

实验条件: 1实验室温度23℃,湿度47% ;2设置X射线机管电压分别为50 k V、110 k V、300k V; 3 X射线机管电流设为3 m A。

1. 2 电气性能测量

电气强度、电阻率、极化均是电工绝缘材料的基本介电性 能。根据IEC60243—1绝缘材料 电气强度试验方法,对经X射线辐射后环氧树脂固化物进行了电气强度测量; 同时用介电谱仪和高阻仪对环氧树脂固化物进行了介电常数、表面电导率、体积电导率的测量。

1. 3 微观形貌和结构的测量

用X射线衍射仪和扫描电子显微镜( SEM) 相结合的方法对经X射线辐射后的环氧树脂固化物进行物相分析和微观形貌研究[6,7],得到衍射图谱,并计算出结晶度和结晶尺寸。

2 结果与分析

2. 1 X 射线辐射对环氧树脂固化物电气性能的影响

2. 1. 1 介电常数

图2是射线机管电压分别为50 k V、110 k V、300k V的环氧树脂在不同辐射时间下介电常数与频率的关系图。由图可知,在( 1 ~ 60) min范围内,随着辐射时间增加,环氧树脂介电常数在同一频率下出现先增加后减小的趋势,在辐射时间为10 min时,介电常数均增加; 这是由于环氧结构含有—O—键,在辐射下获得能量易交联,从而减小了环氧树脂分子链间的自由体积,进而增大了介电常数; 随着辐射时间的增加,光子具有能量不断积聚到环氧树脂上,是分子链断裂或者氧化,增大了环氧树脂分子链间的自由体积,进而使介电常数减小[8,9]。

2. 1. 2 电阻率

图3和图4分别是环氧树脂固化物在X射线辐射影响下的表面电阻率与体积电阻率。由图可知,在辐射电压相同的情况下,环氧树脂其表面电阻率与体积电阻率随着辐射时间增大而有所波动,但变化范围均在5% 以内; 在辐射时间相同的情况下,其表面电阻率与体积电阻率随着辐射电压增大而呈现减小趋势,到300 k V长时间辐射时,环氧树脂在辐射影响下的表面电阻率与体积电阻率有变化明显。

2. 1. 3 击穿场强

图5是环氧树脂在辐射影响下的击穿场强; 由图可知,环氧树脂在辐射电压相同的情况下,其击穿场强随着辐射时间增大而减小; 但随着辐射功率增加,其击穿场强缓慢降低。

2. 2 扫描电镜

图6和图7是X辐射影响下环氧树脂的微观形貌的扫描电镜照片,从电镜照片中可以看到在辐射时间和电压都较小时,环氧树脂晶粒排列紧密,然而随着辐射电压与时间的增加,环氧晶粒间逐渐松散,出现裂缝。

2. 3 X 射线衍射

在聚合物集体结构的研究中,X射线衍射分析是较为常用的方法之一。图8为在辐射影响下,环氧树脂的X射线衍射图谱,图中有平坦区域又呈现尖锐的峰,表明试样中晶态与非晶态共存; 但随着辐射时间的增长和辐射功率的增大,出现尖峰的2θ角位置并无变化,可见结晶类型并未随X射线辐射时间与功率的改变而改变。

根据以上数据,利用Jade软件可以计算出环氧树脂结晶度与晶粒尺寸,如表1所示。由表1可知,环氧树脂在辐射电压相同的情况下,其结晶度随着辐射时间增大而减小; 在辐射时间相同的情况下,其结晶度随着管电压增大而减小,但结晶度减小范围小于1% 。

由表1同时可知,环氧树脂在辐射电压相同的情况下,其晶粒尺寸随着辐射时间增大而减小; 在辐射时间相同的情况下,晶粒尺寸随着辐射电压增大而增大。

3 结论

( 1) 由SEM和X射线衍射分析可知,环氧树脂固化物在长时间或高能量X射线的辐射下,其结晶类型并未改变,但结晶度和结晶尺寸均有减小,晶粒排列变得稀松。

( 2) 由于结晶区内分子链紧密、排列整齐,相对于非结晶区分子间作用力较大,分子活性较弱,晶粒取向较强; 结晶度和晶粒尺寸的降低,使得环氧固化物中分子链段和离子的活动自由上升,载流子的迁移率上升,故表面电阻率和击穿场强有下降趋势。

参考文献

[1] 俞翔霄,俞赞琪,陆惠英.环氧树脂电绝缘材料.北京:化学工业出版社,2007Yu X X,Yu Z Q,Lu H Y.Electrical insulating materials of epoxy resin.Beijing:Chemical Industry Press,2007

[2] 于虹,魏杰,王达达,等.X射线数字成像DR检测技术在电力设备状态检修中的应用.全国输变电设备状态检修技术交流研讨会,2011Yu H,Wei J,Wang D D,et al.application of X-ray digital imaging DR detection technology in the power equipment state overhaul.The Technology Interchange Conference About National Power Transmission and Transformation Equipment State Overhaul,2011

[3] 周强.环氧树脂及其助剂合成、生产、改性和应用新工艺新技术与技术标准规范使用手册.北京:北方工业出版社,2007Zhou Q.Epoxy resin and its additive synthesis,production,modification and application of new technology new technology and technology standards manual.Beijing:The Northern Industrial Publishing House,2007

[4] Nishiyama Y,Sugiyama J,Chanzy H,et al.Crystal structure and hydrogen bonding system in cellulose1(alpha)from synchrotron X-ray and neutron fiber diffraction.Journal of the American Chemical Society,2003;125(47):14300—14306

[5] Imai T,Hirano Y,Hirai H.Preparation an properties of epoxy-organically modified layered silicate Nano-composites.IEEE ISEI,2002:379 —383

[6] 向彬,廖瑞金,张勇,等.电力变压器用绝缘纸热老化微观机理的X射线衍射分析.高压电器,2012;4(3):40—45Xiang B,Liao R J,Zhang Y,et al.Power transformer with heat insulation paper aging microscopic mechanism of X ray diffraction analysis.High Voltage Apparatus,2012;4(3):40—45

[7] 刘亚丽.PP/MMT纳米复合材料结晶形态与介电性能研究.哈尔滨:哈尔滨理工大学,2010Liu Y L.The study on crystallization morphology and dielectric properties of PP/MMT nanocomposite.Harbin:Harbin University of Science and Technology,2010

[8] 方俊鑫,殷之文.电介质物理学.北京:科学出版社,1989Fang J X,Yin Z W.Dielectric physics.Beijing:Science press,1989