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■ 环氧树脂的防腐性能及反应特性 2020-06-30 17:23:03
环氧树脂涂料的成膜过程是从可溶、可熔的线型或支链分子转变成最终的不溶、不熔的体型结构的过程。热固性树脂的固化即可在加热条件下进行 , 也可以加入某些化学物质以参与或促进线型或支链型分子转变为体型结构 , 这样的化学物质称为固化剂。环氧树脂本身具有的官能团一般不会相互发生化学反应 , 即不会分子间交联成体型结构 , 只有借助于外加的固化剂使与环氧树脂中的可反应官能团反应 , 使环氧树脂的分子间接或直接地连接起来 , 逐步形成体型结构。对环氧树脂结构进行化学改性主要通过改变其固化体系来实现。环氧树脂分子中的可反应基团主要是环氧基 , 其次是羟基 。 羟基固化型的环氧树脂由于反应中有小分子产生 , 防腐性能略次于环氧基固化型的。
环氧基的反应。
环氧树脂中环氧基的环 , 从化学结构看是一个不稳定的环 , 环上氧原子的电负性大于碳原子 , 在氧原子和碳原子之间形成的极性共价键。在不同的条件下 , 它可与亲核试剂发生开环反应 , 也可与亲电试剂发生开环反应。环氧树脂与固化剂的反应就是典型的与亲核试剂的反应。例如环氧基与伯胺的反应是伯胺含有多余电子的碳原子与环氧基中带正电的氧原子结合成羟基 ; 同时生成的仲胺还可与环氧基碳原子相互结合成新的共价键。伯胺基上有两个氢反应 , 生成叔胺。原子 ( 也成活泼氢原子 ), 其中的一个与环氧基中的氧原子结合成羟基 ; 同时生成的仲胺还可与环氧基反应 , 生成叔胺。 叔胺的胺基上虽然没有活泼的氢原子 , 然而其氮原子上的独电子仍可与环氧基中的碳原子结合而开环。 新生成的烷氧基负离子是更强的亲电试剂 , 可以继续与另一环氧基反应。 如此不断反应最终形成体型结构的产物。上述叔胺与环氧基的反应是环氧树脂催化固化的典型反应。
此外在一定条件下 , 环氧基还可与羧基、 酚羟基、 无机酸、 巯基 (RSH) 和羟基等发生开环反应。 他们的共同特点是 : 这些基团中的活泼氢原子与环氧基上的氧原子结合生成新的羟基。