实验16低分子量环氧树脂的制备 一、目的要求 1、深入了解送步聚合的基本原理 2、熟悉双酚A型环氧树脂的实验室制法。 3、掌握环氧值的测定方法。 环氧树脂是指含有环氧基的聚合物，它有多种类型。工业上考虑到原料来源和产品价格 等因素，最广泛应用的环氧树脂是山环氧氯丙烷和双酚A(4,4一二羟基二苯基丙烷)指合 而成的双酚A型环氧树脂。 环氧树脂具有良好的物理与化学性能，它对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接性 能。此外它的固化过程收缩率小、并月耐腐蚀、介电性能好、机械强度高、对大部分碱和溶 剂稳定。这些优点为它开拓了广泛的用途，日前已成为最重要的合成树脂品种之 以双酚A和环氧氯丙烷为原料合成环氧树脂的反应机理属于遂步聚合，一般认为在氯 化钠存在下个断进行开环和闭环的反应。反应方程式下： 60 CEEAID 金形环氢树脂外观为黄色个古铜色的粘翻液体或性固体，易溶于有机溶剂中，未固 化剂的环氧树脂具有热塑性，可长期储存而不变质。其主要参数是环氧值，固化剂的用量与 环氧值成正比，固化剂的用量对成品的机械加工性能影响很大，必须控制适当。环氧值是环 氧树脂质量的五要指标。 ,也是计算固化剂用量的依据，其定义是指100g克树脂中含可 氧基的摩尔数。分子量越高，环氧值就相应降低，一般低分子量环氧树脂的环氧值在0.48-0 57之间. 三、主要试剂和仪器 1、主要试剂 试剂 规格 用量 单体 双酚A(4,4二羟基二苯基丙烷) 34.2 单体 环氧氯丙烷 R 42g
催化剂 氢氧化钠 AR 溶剂 AR 10 酸 2ml 丙酮 R 100m 氢氧化钠标准溶液 1mol/元 酚杖指示剂， 1 乙醇溶液 0.1% 2、主要仪器 250ml24mm×3标准磨口二颈烧瓶一个、300nmm球形冷凝器一支、300mm直形冷凝器 一支、滴液漏斗60ml一个、250ml分液漏斗一个、100℃、200℃湿度计各一支、接液管 个、250ml具塞锥形瓶四个、100ml量筒一个、容量瓶100ml一个，800ml烧杯两个、50ml 烧杯一个、10ml刻度吸管一支、15ml移液管一支、50ml碱式滴定管一支、100ml广口试剂 瓶一个、电动搅拌器一套、油浴锅（含液体石蜡）一个。 四、实验步骤 1、将二颈瓶称重并记录。将双酚A4.2g(0.15mol)和环氧氯丙烷42g(0.45mol)依次 加入三 c 图2-13低分子量环氧树脂的聚合装胃 颈瓶中，按图2-13A装好仪器。用油浴加热，搅拌下升温金70℃-75℃，使双酚A全部溶 解。 2、用12g氢氧化钠加30m去离子水，配成碱液。用滴液漏斗向二颈瓶中滴加碱液 山于环氧氯丙烷开环是放热反应，所以开始必须加得很慢，以防止反应浓度过大凝成固体而 难以分散。此时反应放热，体系温度自动升高，可暂时撒去油浴，使温度控制在75℃。分 液漏斗使用前应检查盖子与活塞是杏是原配，活塞要涂上凡士林，使用时振动摇晃几下后放 气
3、滴加元碱液，将聚合装置改成如图2-13B所示。在75℃下回流1.5h(温度不要超 过80℃)，体系早黄色 4、加入去离子水45ml和苯90ml,搅拌均匀后倒入分液漏斗中，静止片刻。待液体分 层后，分去下层水层 ,重复加入去离子水30ml、苯60ml制烈摇荡，静止片刻，分去水层 用60-70℃温水洗涤两次，有机相转入图2-13C的装胥中. 5、常压下蒸馏除去未反应的环氧氯丙烷。控制蒸馏的最终温度为120℃得淡黄色粘稠 树脂。 么、将流烧连同树脂称。计产率。所的树脂的入试剂中备用 -丙溶液：将2ml浓款酸溶于80m丙中，均匀混台 即成（现配现用） 8、配制NaOH-C,HOH溶液将4克NaOH溶于100ml乙醇中，用标作邻苯二甲搜氢 御溶液标定，酚酞作指示剂。 9、环氧值的测定取125ml碘瓶两只，在分析天平上各称取1g左右（精确到1mg) 环氧树脂，用移液管加入25ml盐酸丙酮溶液，加盖，摇匀使树脂完全溶解，放阴凉处1h, 加酚酞指示剂滴，用NaOH-C,H,OH溶液滴定。同时按上述条件做两次空白滴定 环氧值(mo100g树脂)E按下式计算： E=-2)N×100=-N 1000W 10W 式中，V位空白滴定所消耗的aOH溶液(m):V:为样品测试消耗的NOH溶液(mD: N为NaOH溶液的体积摩尔浓度：W 为树脂质量 分子量小于1500的环氧树脂，其环氧值的测定用盐酸-丙酮法。（分子量高的用盐酸-吡 啶法。)反应式为 ww CH CH:+HC1丙崩 ww CH- CH2-CI 过量的HCI用标淮的NaOH-CH,OH液回滴。 五、结果讨论 1、在合成环氧树脂的反应中，若NaOH的用量不足，将对产物有什么影响？ 子结构有何特点？为什么环氧树脂具有优良的枯结性能？ ,为什么环氧树脂使用时必须加入固化剂？固化剂的种类有那些？ 七、实验拓展 粘结试险用丙那擦拭两块出板，用干净的表面皿称取环包树脂4g,乙按的03？用 玻璃棒调和均匀后，取少量涂于两块板端面，胶层要湾而均匀（约0.1ml),把两块铝板 对准胶面合拢，用蝶旋夹固定，放骨固化，观察粘结效果 八、背景知识 环氧树脂的抗化学腐蚀性、力学、电性能都很好，对许多不同的材料有突出的粘结力 使用温度范困为90~130℃，可通过单体、添加剂和化剂等选择组合，生产出适合各种要 求的产品。环氧树酯的应用可大致分 涂敷和结构材料 敷材 包括各种涂料， 如家 用电器、仪器设备，飞机的舵及折翼，油、汽和化学品输送管道等。层压制品用于电器和电 子工业，线路板基材和半导体元器件的封装材料。此外，它还是用途广泛的粘合剂，有“力 能胶之称
环氧树脂涂料是一种性能优良的涂料，其主要特点是时化学药品性，保色性，附者 力和绝缘性很好，但附使性不往，h干轻堪的存在，处甲不当易借成时水性并。另外.该 涂料是双组分，用前调整，在贮存与使用上方便。目前，环氧树脂涂料作为 一种优良的侧 腐蚀涂料科，广泛用于化学工业，造船工业，也用作金属结构的底漆，但不易作为高质量的 外及高装饰性涂料。环氧树脂也用作粉木涂料的基料树脂，可知作为热固性环氧粉木涂料和 环氧聚酯粉木涂料。环氧树脂除了单独使用外，还常常用来改善其他聚合物的性能。对酚 醛树脂，脲醛树，密骸树脂，聚酰胺，聚氯乙烯，聚醋树脂等均有改性作用