環氧樹脂為何低氯化?
環氧樹脂是一種關鍵的化工新材料,廣泛應用于航空航天、新能源、5G通訊、電子電氣、工程建筑等多個工業領域和高新技術產業。一個國家在環氧樹脂的應用水平在某種程度上體現了其化學工業的發展程度。環氧樹脂屬于高分子聚合物,分子式為(C11H12O3)n,表示含有兩個以上環氧基團的聚合物。它是通過環氧氯丙烷與雙酚A或多元醇在縮聚反應中生成的。由于環氧基的化學活性,能夠與多種含活潑氫的化合物發生開環反應,形成網絡結構,因此被歸類為熱固性樹脂。環氧樹脂具有優異的物理機械性能、電絕緣性、與多種材料的粘接性以及靈活的加工工藝,這是其他熱固性塑料所無法比擬的。這使得它在涂料、復合材料、澆鑄料、膠粘劑、模壓材料和注射成型材料等多個領域得到廣泛應用。
1. **氯含量**
環氧樹脂中的氯含量主要源于雙酚A環氧樹脂。由于環氧氯丙烷與雙酚A在堿性催化劑的作用下,閉環反應不完全,以及副反應和水洗不徹底,導致氯的殘留。氯在環氧樹脂中存在幾種形式:無機氯(游離氯),即合成樹脂反應中產生的NaCl,盡管經過水洗,仍可能殘留微量;不可水解氯(非活性氯),在樹脂合成過程中由環氧氯丙烷的副反應產生,較為穩定;可水解氯(活性氯),是生產過程中未完全閉環的雜質,容易被水水解,可能影響固化物的耐腐蝕性和機械強度。
2. **“氯”與阻燃**
作為一種廣泛應用的熱固性樹脂,環氧樹脂相比熱塑性樹脂,展現出更優越的熱穩定性和機械性能。然而,高分子材料的易燃特性限制了其應用,因此阻燃研究引起了***關注。通常,通過添加阻燃劑或對環氧樹脂的結構進行改性來實現阻燃效果。在滿足燃燒條件下,環氧樹脂會燃燒,因此要實現阻燃效果,需要從燃燒的三大必要因素著手。氣相自由基猝滅是通過在基材中添加阻燃劑,在燃燒過程中釋放出能夠捕獲自由基的物質,從而抑制燃燒鏈反應,降低熱分解。
3. **鹵系阻燃劑的優缺點**
鹵系阻燃劑是早期用于環氧樹脂的阻燃劑,因其低成本、易于添加、良好的相容性及高效的阻燃性能而被廣泛應用。盡管鹵素阻燃劑在使用過程中能有效抑制燃燒,但也帶來了毒性大、燃燒產物有毒及環境污染等問題。隨著環保意識的提升,新法規逐步要求低鹵阻燃劑在毒性、可燃性、穩定性和阻燃性能等方面要滿足更高的標準。