环氧树脂的固化机理及其常用固化剂

3.8 环氧树脂通过逐步聚合反应的固化 环氧树脂的固化剂，大致分为两类： （1）反应型固化剂

可与EP分子进行加成，并通过逐步聚合反应的历程使它交联成体型网状结构。

特征：一般都含有活泼氢原子，在反应过程中伴有氢原子的转移。如多元伯胺、多元羧酸、多元硫醇和多元酚等。 （2）催化型固化剂

可引发树脂中的环氧基按阳离子或阴离子聚合的历程进行固化反应。 如叔胺、咪唑、三氟化硼络合物等。 3.8.1 脂肪族多元胺 1、反应机理

CHCH2

+RN2RNHCH2 CHOHOCHCH2

催化剂（或促进剂）：质子给予体CH2+ RNCH2CHCH促进顺序：酸≥酚≥水＞醇（催化效应近似正比于酸度） CH2CH CH2OHCHH2NRNH2OOHCHCH2OHNRNRNCH2CHOHOHOHOHCH2CH

如被酸促进（先形成氢键）

R\R\NHR'HXCH2CH+ORR'NHCH2+O形成三分子过渡状态（慢）

三分子过渡状态使环氧基开环

R\NH+R'CH2CHRO_X质子转移（快）

R\N+_XHX2、常用固化剂 乙二胺二乙烯三胺

三乙烯四胺四

乙

烯

H2NCH2五

CH2 N2胺

多乙烯多胺

H2NCH2CH2NCH2CH2NH2

试比较它们的活性、粘度、挥发性与固化物韧性的相对大小？

脂肪胺类固化剂的特点

（1）活性高，可室温固化。 （2）反应剧烈放热，适用期短； （3）一般需后固化。室温固化7d左右，再经2 222℃后固化，性能更好；2 2h/80~10022（4）固化物的热变形温度较低，一般为80~90 ℃； （5）固化物脆性较大； （6）挥发性和毒性较大。 课前回顾

1、海因环氧树脂的结构式与主要性能特点？ 2、二氧化双环戊二烯基醚环氧树脂的特点？ 3、TDE-85环氧树脂的结构式与性能特点？ 4、脂肪族环氧树脂的特点及用途？ 5. 有机硅环氧树脂的特点？

6、环氧树脂的固化剂可分为哪两类，分别按什么反应历程进行固化222?特点是什么？两类固222222化剂的代表有哪些？

7、脂肪族多元胺固化剂的催化剂有哪些？活性顺序是怎样的？

8、常用的脂肪族多元胺有哪些？多乙烯多胺的结构通式？它们的活性与挥发性相对大小顺序？

9、脂肪族多元胺类环氧固化剂的主要特点有哪些？

3、 化学计量

胺的用量（phr）= 胺当量×环氧值

222胺当量= 胺的相对分子量÷胺中活泼氢的个数

phr意义：每100份树脂所需固化剂的质量份数。

HNCHCHNCHCHNHCHCHNH2HNCHCHNCHCHNHCHCHNHCHCHNH2HNCHCHNnCH2例题：分别用二乙烯三胺和四乙烯五胺固化E-44环氧树脂，试计算固化剂的用量（phr值）。 若E-44用10%的丙酮或者669（环氧值为0.75）稀释后（质量比为100:10），又如何计算? 胺当量（DETA）=103/5=20.6 胺当量（TEPA）=189/7=27 （1）未稀释，环氧值=0.44 Phr（DETA）=0.44×20.6=9.1 Phr（TEPA）=0.44×27=11.9 （2）用丙酮稀释，

环氧值=0.44×100/110=0.4 Phr（DETA）=0.4×20.6=8.2 Phr（TEPA）=0.4×27=10.8 用669稀释，

环氧值=0.44×100/110+0.75×10/110=0.468 Phr（DETA）=0.468×20.6=9.6 Phr（TEPA）=0.468×27=12.6 3.8.2 芳香族多元胺

间苯二胺

4,4’二胺基二苯基甲烷（DDM）

NH2N2间苯二甲胺

2NCH24,4’二胺基二苯砜（DDS）

芳族多元胺固化剂的特点

优点：固化物耐热性、耐化学性、机械强度均比脂肪族多元胺好。（分子中含一个或多个苯环） 缺点：（1）活性低，大多需加热后固化。

原因：与脂肪族多元胺相比，氮原子上电子云密度降低，使得碱性减弱，同时还有苯环的

CH2N2