氰酸脂树脂的性质及其应用

氰酸酯树脂的性质及其应用

摘要：介绍了氰酸酯树脂的性能、反应特性，重点综述了氰酸酯树脂基复合材料在机舱潜艇防火结构及卫星结构和空间光学系统结构等方面的应用情况及发展前景。

关键词：氰酸酯树脂性质应用

树脂基复合材料也称纤维增强塑料，是技术比较成熟且应用最为广泛的一类复合材料。这种材料是用短切的或连续纤维及其织物增强热固性或热塑性树脂基体，经复合而成。以玻璃纤维作为增强相的树脂基复合材料在世界范围内已形成了产业，在我国不科学地俗称为玻璃钢。自20世纪70年代后相继开发了一批如碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、硼纤维、芳纶纤维、高密度聚乙烯纤维等高性能增强材料，并使用高性能树脂、金属与陶瓷为基体，制成先进复合材料(AdvaJlced Complosite Materi．als，简称AcM)。

这种先进复合材料具有比玻璃纤维复合材料更好的性能，是用于飞机、火箭、卫星、飞船等航空航天飞行器的理想材料。如美国全部用碳纤维复合材料制成了8座商用飞机——里尔芳2100号；哥伦比亚号航天飞机用碳纤维／环氧树脂制作长18．2 m、宽4．6 m的主货舱门，用凯芙拉纤维／环氧树脂制造各种压力容器；用先进复合材料作为主承力结构制造了可载80人的波音一767大型客运飞机，不仅减轻了重量，还提高了飞机的各种飞行性能。复合材料在这几个飞行器上的成功应用，表明了复合材料的良好性能和技术的成熟这对于复合材料在重要工程结构上的应用是一个极大的推动。

氰酸酯树脂是20世纪80年代开发出来的一类高性能树脂。由于其具有优良的耐湿热性及介电性能，已被视为最有发展前途的新一代雷达天线罩用夹层复合材料的面板树脂材料。研究表明，氰酸酯树脂的收缩率较低，介电损耗角正切值很低，仅为0．002～o．008，介电常数为2．8～3．2，具有优良的黏结性和良氰酸酯树脂面板夹层结构复合材料、面板及芯材的吸湿特性进行了研究，并且对其湿热处理前后面板、芯材及整体夹层材料的介电性能变化进行了研究，初步分析了其产生优良介电性能与耐湿热性的原因。

1. 氰酸酯树脂的性质

氰酸酯树脂是一类含2个以上氰酸酯官能团(一O一C三N)的新型基体树脂，氰酸酯树脂性能主要包括：力学性能、介电性能、吸湿特性。

1.1 力学性能

对原始干态及经过480h，70℃，85％RH湿热处理的氰酸酯树脂夹层材料试样进行力学性能的测试。分别对不同夹层结构材料的长梁弯曲、短梁弯曲及压缩性能进行了测试。长梁弯曲实验主要测试的是夹层材料的面板强度，短梁弯曲实验测试夹层材料芯材的剪切强度，压缩实验测试夹层结构材料芯材的压缩强度。实验结果取5个试样测试结果的平均值，并计算标准差。

对使用铝箔封边后的氰酸酯夹层复合材料进行湿热处理，处理条件为70℃，85％RH，480h，对其进行长梁弯曲实验，同时对未经处理的夹层结构复合材料进行测试，氰酸酯树脂夹层复合材料的面板剪切强度受到湿热环境的明显影响，其强度由39．8MPa降至36．6MPa，强度保持率约为91．2％，具有较好的力学性能耐湿热性。由此可见，经过湿热处理后，夹层材料的芯材剪切强度有了一定程度的下降，其值由0．270MPa降至0．257MPa，但是，其湿热后强度保持率高达95．3％，远高于传统环氧树脂面板材料。生此种结果的原因主要

有两方面：一是由于氰酸酯夹层复合材料的面板为氰酸酯树脂，它具有优异的耐湿热性，在材料吸湿特性研究部分已发现氰酸酯树脂面板会给夹层材料内部的蜂窝提供更好的保护，以保证其经过湿热处理后较高的强度保持率。除此之外，由吸湿特性研究结果表明，蜂窝本身具有优良的耐湿热性。而氰酸酯夹层复合材料的芯材压缩强度受到湿热环境的影响，其压缩强度由0．692MPa降至0．663MPa，强度保持率约为93．33％。由夹层材料力学性能耐湿热性研究结果可见，湿热环境不会对氰酸酯夹层复合材料的力学性能产生明显的负面影响。

氰酸酯树脂(CE)是含有2个或2个以上氰酸酯官能团(一OCN)的新型高性能介电功能树脂基体，其极低的介电损耗角正切值(0．002～0．005)、耐热，湿热性能(r产260 oC)、良好的综合力学性能以及成型工艺性n63使之作为介电功能复合材料树脂基体在航空、航天和电子工业领域的应用备受瞩目。但由于CE固化物较脆且价格较高也限制了其广泛应用。因此研究人员采取各种方法对其改性，其中环氧树脂改性氰酸酯树脂体系受到人们的重视。然而环氧树脂的介电性能和耐湿热性较差，在改善氰酸酯树脂韧性、降低成本的同时，损失了其优异的介电性能和耐湿热性能。线形酚醛树脂的介电性能和耐热性均优于环氧树脂，且它即可与氰酸酯反应又可与环氧树脂反应，得到优异综合性能。体系的力学性能有很大提高，弯曲强度比纯BADCy体系提高了

12％；层问剪切强度比纯BADCy体

系提高了30％。

图1为体系中氰酸酯树脂质量

分数为70％，改变环氧树脂和线形

酚醛树脂的用量，得到的弯曲强度

和层间剪切强度曲线。由图l可以看

出，随线形酚醛树脂含量的增加，

复合材料的弯曲强度先增加后基本

不变；而层问剪切强度呈先增加后

下降的趋势；当环氧树脂和线性酚

醛树脂质量分数均为15％时，复合

材料的弯曲强度和层间剪切强度均达到最大。

1.2 介电性能

对氰酸酯树脂夹层复合材料、面板及芯材在70℃，85％RH的条件下处理480h，而后对其进行了介电性能的测试。采用北京航空材料研究院的8722ES型矢量网络分析仪对其介电常数和介电损耗角正切进行测试。测试试样为直径61mm的圆形试样，测试频率为7～

18GHz，测试温度为20℃。

对未经与经过湿热处理的夹层材料进行了介电性能测试，测试频率范围为7～18GHz，其介电常数与损耗角正切实验结果，氰酸酯夹层复合材料，其损耗角正切在较高与较低的测试频率下均具有较高的数值，在测试频率为10GHz时，达到最小值，为0．0352。其介电常数在不同的测试频率下有一定的变化，但是变化幅度并不大。由于氰酸酯树脂本身及蜂窝良好的介电性能使得夹层复合材料总的介电性能优良。经过湿热处理后，氰酸酯夹层复合材料的介电性能产生了一定的变化，其损耗角正切(tan占)增加了约0．002，而介电常数增加了约0．08。考虑到测试环境较苛刻，因此，这样的改变并不明显，因此，结果表明，氰酸酯夹层复合材料具有良好的介电性能与耐湿热性。为了进一步研究湿热环境对氰酸酯夹层复合材料介电性能的影响，分别对其面板与芯材进行了介电性能的测试，未经湿热处理的氰酸酯夹层复合材料的介电性能适中，其损耗角正切约为0．2，介电常数约为5．0，均高于其他类型的环氧树脂面板，这表明，与环氧树脂相比，其在介电性能上并未体现出优势。

经过湿热处理后，氰酸酯夹层复合材料板的介电性能会产生一定的变化，在损耗角正切

上，从0．02左右增加到了0．025左右，有了一定的增加，而在整个测试频段下的变化较均匀。在介电常数上，有了一定程度的降低，造成这种变化的具体原因还有待研究。结果表明，氰酸酯树脂具有优良的介电性能与耐湿热性，在湿热环境下工作，其介电性能不受影响会对材料的实际使用及初期设计带来很多的优点。氰酸酯夹层复合材料芯材的介电性能明显优于面板材料，其损耗角正切(tanS)约为0．006，介电常数(e)约为1．15，均远低于面板材料干态介电性能。由此可见，在夹层材料中，对其介电性能起决定作用的是面板材料的介电性能。经过湿热处理后，氰酸酯夹层复合材料芯材的介电性能受到了一定的负面影响，例如，在10GHz频率上，ta时由0．00626增加到了0．00896，但是，这样的增加幅度并不大。在介电常数上，湿热处理也对夹层材料芯材产生了一定影响，但是增幅仅为0．002。

由此可见，本研究蜂窝良好的介电性能与耐湿热性的共同作用。

氰酸酯树脂改性环氧树脂所存在的最大问题是损失了氰酸酯树脂本身优异的介电性能。而对于航空、航天领域应用的透波材料等介电功能结构材料来说，优异的介电性能是不可缺少的条件。可以选用本身介电性能优异的线形酚醛树脂与环氧树脂一起改性氰酸酯树脂。研究表明，线形酚醛树脂的加入使固化反应完全，交联网络致密，固化树脂的极性降低，加之酚醛树脂本身优良的介电性能使复合材料的介电常数和介电损耗角正切值随线形酚醛树脂含量的增加而降低。

1.3 吸湿特性

根据ASTM D5229／5229M具体标准的要求，选择湿热处理温度为70℃，85％相对湿度对夹层复合材料进行处理。首先，在70。C对待测材料进行烘干处理，而后称重，并用铝箔对夹层材料进行封边处理。以24h为时间间隔对夹层复合材料整体、面板及芯材的吸湿增重量进行测试，并绘制吸湿增重曲线。

对氰酸酯树脂夹层材料、面板及芯材分别进行了480，336h的湿热处理，具体的材料吸湿增重实验结果随着湿热处理时间的延长，氰酸酯树脂夹层复合材料的吸湿增重率不断增加。在湿热处理的前96h内，其吸湿增重率增加较为平缓，到144h后，达到吸湿饱和，其饱和吸湿率约为1．6％，与传统的环氧树脂夹层复合材料的吸湿特性相比，具有优良的耐湿热性。除此之外，夹层材料所使用的氰酸酯树脂面板表现出了优异的耐湿热性，经过48h 后其达到吸湿饱和，饱和吸湿率约为1．2％，远低于环氧树脂面板的饱和吸湿率。对于夹层材料的芯材，随着湿热处理时间的延长，氰酸酯夹层复合材料的芯材吸湿增重率不断增加。芯材具有优良的耐湿热性，其吸湿平衡时间为96h，饱和吸湿率约为3．3％。对于氰酸酯夹层复合材料来说，其产生较低的饱和吸湿率的原因是其面板材料为氰酸酯树脂玻纤复合材料，其优异的耐湿热性使得夹层材料内部的芯材得到了较好的保护，在夹层材料中，内部蜂格孑L中的湿度会明显影响蜂窝材料的吸湿特性。

由此可见，氰酸酯树脂面板对夹层材料的芯材形成很好的保护，防止水汽与其接触，从而减弱吸湿增重。

1.4 固化反应条件对反应产物性能的影响

不同催化剂得到的固化物组成有差异，这可能是在氰酸酯固化环氧树脂的过程中存在各种反应，而催化剂对各种反应的促进作用不同，从而改变了生成物的组成，影响树脂固化物的力学性能及其热稳定性。了解催化剂的催化活性和对反应产物的影响，对生产实践具有重要意义。郭宝春等¨龇研究了环烷酸钴催化剂对双酚A二氰酸酯酚醛／环氧树脂混合物结构与性能的影响，研究表明，催化剂可使混合物中三嗪环和恶唑烷酮的相对含量下降，但催化剂对混合物的力学性能影响不大。相对来说，物料比对反应产物的影响比较简单。陈平驯认为氰酸酯适量和过量时，产物结构主要是三嗪环和恶唑烷酮，环氧树脂过量时产物结构主要是聚醚和恶唑烷酮。随着共固化反应体系中氰酸酯含量增加，共固化产物中三嗪环结构含

量增加，聚醚结构减少，玻璃化转变温度升高，耐热性能和介电性能提高。Manin认为，在氰酸酯过量的情况下，有很少的恶唑烷酮生成，同时有恶唑啉生成；在环氧树脂过量的情况下，生成的恶唑烷酮较多。此外，反应温度对最终产物也有一定影响。温度不但显著影响反应产物种类，而且还影响反应产物的量。

由上可以看出：

(1)氰酸酯树脂夹层复合材料具有较好的耐湿热性，其饱和吸湿率低，饱和吸湿时间高于环氧树脂夹层复合材料。

(2)氰酸酯树脂夹层复合材料经湿热处理后的力学性能保持率明显高于其他夹层复合材料，这主要是由于其面板基体树脂为氰酸酯树脂，其较好的耐湿热性给整个夹层结构提供更好的保护。

(3)干态氰酸酯树脂夹层复合材料的介电性能较环氧树脂复合材料并未体现出较大的优势。但是，经过湿热处理后，其介电性能的保持率很高，仍然具有优良的介电性能。

2. 氰酸酯树脂的应用

氰酸酯树脂是含二个以上氰酸酯官能团的新型高性能热固性树脂，自20世纪70年代末出现以来，其独特的结构引起了人们的普遍关注。结构特点赋予其优良的电绝缘性能，极低的吸湿率，较高的耐热性，优良的尺寸稳定性，良好的力学性能以及与环氧树脂(EP)相近的成型工艺性等。氰酸酯树脂适用于模压、树脂传递模塑、热压罐、缠绕和挤拉等各种成型工艺，既可作为功能材料，又可作为结构材料，在电子、航空航天、电器绝缘、涂料、胶粘剂、光学仪器、医疗器材等诸多领域获得了广泛的应用，是一类继环氧树脂、聚酰亚胺、双马来酰亚胺之后的高性能复合材料树脂基体。

优异的性能使氰酸酯树脂成为集结构一功能于一体的热固性树脂，目前在覆铜板等电子器件方面已得到应用，在此重点介绍氰酸酯树脂在防火结构及卫星、空间光学结构方面的发展前景，并简述国内在氰酸酯树脂基复合材料方面的研究近况。在航天领域里，主要运用于卫星结构、空间光学系统结构、防火结构。

2.1 卫星结构

卫星结构要求材料具有高的比强度、比刚度、低的热膨胀系数、低逸气、高的尺寸稳定性、耐高低温交变、在各种空间环境因素作用下性能稳定且持久，对某些部件还要求良导热性、耐火性、耐原子氧侵蚀、抗碎片击穿及耐粒子辐射。值得指出的是空间结构在大气层外真空和高低温度交变环境下，易于受树脂中残余挥发分逸出的损害，氰酸酯树脂固化过程中的加聚反应模式和分子结构的耐湿特性减少了固化物中残余挥发物的产生。

T．MatsumotoH比较了Rs-3氰酸酯树脂和目前卫星结构普遍使用的环氧TGMDA—DDs(Fiberite934)树脂增强高模量碳纤维复合材料单向层合板的抗湿性能及一196～100℃的热循环下的耐久性，结果表明RS-3树脂具有很小的湿膨胀系数，即吸收如Fiberite934同样量的水分，尺寸变化小于Fiberite934树脂体系，并且Rs-3吸湿后力学性能的降低小于Fiberite934，Tg损失非常小。Rs一3体系100次热循环后的微裂纹密度远低于Fiberite934体系，认为Rs一3体系的上述性能满足空间结构使用。S Robitaillel40考察了RS．3氰酸酯树脂的吸湿性、±120℃／1000次热循环后的微观状态、介电性能，认为氰酸酯树脂能够提供较高的结构稳定性，性能优于环氧树脂，可作为卫星结构的基体材料。

Chdes N采用高导热K1100碳纤维(导热系数≥1000W，／m·K)与954氰酸酯制作先进多功能复合材料小型卫星运载舱，满足强度及导热性能要求，并达到卫星发射轻质／低成本的目的。Paul D．wienholdL6o报道了NASA探测水星计划，探测飞行器将围绕水星运行1年，而飞行器的太阳帆板将经历至少278个日蚀周期，每个周期温度变化为一100～150℃，

变化速率为70℃／min，瞬时温度超过270℃。采用高导热高模量碳纤维增强经增韧改性的氰酸酯树脂作为太阳帆板结构材料，该材料经历高温后力学性能几乎没有下降，作者认为先进碳纤维／氰酸酯复合材料可用于研制接近太阳或火星、金星的高温飞行器结构件。R．A．B 砌考察了高模量碳纤维／氰酸酯树脂复合材料在尺寸稳定性方面应用的可能性，并其与环氧体系作了比较，结果表明，氰酸酯复合材料力学性能与环氧体系相当，同时具有低于环氧体系的热膨胀系数、吸湿率。Harry Dursch将鸭oo、M46J纤维制成三维编织布，树脂基体为氰酸酯树脂，RTM法成型了小型飞行器结构底座。

c．Amold等采用PSx(聚硅氧烷)、纳米粒子对氰酸酯树脂进行改性，使改性体系在低地球轨道抵抗原子氧和等离子氧的腐蚀等方面有一定的改进。

2.2空间光学系统结构

空间光学系统结构除必须具有密度小、刚性高、强度高、断裂韧性高、热膨胀系数低等特性外，同时必须满足一系列精密的光学要求，如型面精度、表面粗糙度、干湿及热稳定性、高热导、低辐射等。美国复合材料光学制造公司(composite Optics Inc，cof)纠采用碳纤维增强氰酸酯树脂研制空间光学镜面。

空间结构复合材料用树脂基体目前多为环氧树脂，它存在韧性差、吸湿性大等缺点，增韧环氧改善了复合材料微裂纹的产生，但没有根本解决吸湿性问题。最终选择177℃固化氰酸酯树脂体系作为大型红外空间望远镜镜面材料。

ChJisther Blair列认为环氧体系在组件装配和储存过程中吸收大量水分，并随着相对湿度的增大而增加。这种水分的吸收导致成型和装配中结构膨胀，在空间环境中水分逸出，材料起皱，对大型先进空间结构尺寸稳定性造成较大影响。改性环氧、氰酸酯树脂和氰酸酯／环氧混合物减轻了这种影响。这些树脂具有与热塑性树脂相当的吸湿性，但不需要热塑性树脂成型所要求的高的固化温度。文中研究了高模量P75碳纤维增强4种氰酸酯树脂和氰酸酯／环氧体系复合材料层合板的吸水性和力学性能，并与Fiberite 934环氧体系作了比较。结果表明，Iy75碳纤维／氰酸酯和氰酸酯／环氧体系吸湿率仅为Fiberite 934体系的1／3—1／4，力学性能与其相当，是尺寸稳定性结构极好的候选树脂体系，可用于空间结构材料。Peter c．chenu4o报道了空间和地面使用的面密度小于5kg／m2的反射镜的成型。采用碳纤维／氰酸酯复合材料预浸料在芯模上手工铺放成型。芯模是玻璃，在芯模和预浸带间有一层非常薄的纯氰酸酯树脂层，固化后，树脂层形成非常光滑的光学表面，消除了纤维铺放的粗糙表面特征。碳纤维／氰酸酯复合材料在真空下尺寸稳定，不吸湿，无逸气，即使在深冷条件下也具有好的耐辐射性。

传统的镜面材料如玻璃、金属(铍或铝)及陶瓷非常重，玻璃面密度为40～200kg／m2，金属铍面密度为20～50kg／m2，碳化硅陶瓷面密度为10—20kg／m2，且成型和使用成本高，而复合材料镜片面密度仅为5～10kg／m2。Paul B．w副采用超高模量的pon xN-50A 碳纤维与氰酸酯树脂复合制造轻质的镜面材料。镜面整体结构为蜂窝夹芯两面覆盖刚性碳纤维／氰酸酯复合材料蒙皮，以提供高强度、好的尺寸稳定性和低重量。J锄ieAbbott¨叫选择高模碳纤维K13C2U／氰酸酯树脂954—3作为复合材料光学装置，并将其与M55J／954-3比较，结果表明M55J／954-3具有低的crI’E和高强度，但K13c2u／954．3的导热率为163W／m·K，与铝接近。相比较而言，氰酸酯树脂比环氧和双马树脂更适合用来制造有高尺寸稳定性要求的宇航飞行器用板材、光具座、反射镜等精密部件Ⅲo。

2.3防火结构

氰酸酯树脂固化后体系的高芳香环含量使其具有高玻璃化转变温度(他)、低发烟和阻燃特性。美国联邦航空局(FAA)和美国海军致力于开发一种用于飞机机舱、军舰和潜水艇防火结构复合材料的树脂体系|。环氧树脂因其优异的力学性能、低成本和易加工性非常适合用

于商用及军用飞机机舱材料，但环氧树脂的燃烧能不能满足要求，目前用于内舱面板材料的酚醛树脂虽有低的燃烧值，但其缩聚反应的副产物——水降低了板材的强度和表面光滑性。

Borsheng Lin 认为目前普遍使用的商用机舱的耐火材料不能满足碰撞后燃料着火15IIlin 的生存条件，使用于机舱的材料应满足严格的耐火要求，同时必须在中温下易成型，固化时不产生挥发性气体，为此合成了新的耐燃烧高性能飞机内舱用热固性材料。一种是含磷的氰酸酯树脂(m)97一169)，该树脂体系具有低粘度(100℃粘度200cP)，可溶于丙酮、丁酮、甲基异丁酮，加入1．5％的金属催化剂在160℃固化30rnin后，转化率为90％，在160℃固化3．5h后，转化率为97％，固化过程不产生挥发性气体。固化后体系Tg为154℃，弯曲强度113MPa，弯曲模量3．52GPa，介电常数为3．02(1MHz)，全部散热量为10．9kJ／g。另一种脚盈3是RD98．228，该树脂体系散热量仅为4．4kJ／g，低于目前正在飞机内舱普遍使用的酚醛树脂，仅仅略高于工艺成型性较差，价格昂贵的热塑性树脂PBI、PB0，另外，该体系Tg为275℃，弯曲强度122MPa，弯曲模量3．10GPa，拉伸强度60．0MPa，拉伸模量3．45GPa，并具有优越的热稳定性和残炭率，产生低／无毒的气体，可用于海军潜艇防火聚合物材料。

2.4国内研究现状

国内对氰酸酯树脂的应用主要在印刷电路板方面，其他领域的应用目前仅处于研究开发阶段。尹剑波Ⅲ1采用F-51环氧树脂、双马来酰亚胺树脂对双酚A型氰酸酯树脂进行共混改性，使其冲击强度达12．3l彤cm2，热变形温度达235℃。秦华宇Ⅲ1研究了E一51、F —44对氰酸酯树脂的改性研究，改性体系在室温下为粘稠状液体，拉伸强度大于80MPa，热变形温度达到216℃。

随着现代雷达技术的发展，用于制造雷达天线罩、空间滤波器、宽频带透波墙等在内的微波电磁窗口的透波复合材料有了较大的发展。天线罩微波电磁窗口是一种用于保护天线或整个微波系统免受外部有害环境影响的壳体，复合材料夹层结构以其独特的性能成为低介质损耗材料的适用材料。夹层复合材料在湿热环境下使用时，材料性能会受到较大的影响，而对于应用于透波结构的夹层复合材料，其介电常数与介电损耗角正切是决定其能否正常工作的关键性能。过梅丽、肇研等研究表明，复合材料的老化机理主要是吸入水分对基体的塑化溶胀作用以及因树脂与纤维湿膨胀的不匹配所产生的内应力引起的微观开裂。胡建平、蔡吉占吉等研究了湿热环境对环氧树脂面板Nomex夹层复合材料性能的影响，结果表明湿热环境对夹层材料的力学性能及介电性能产生了明显的负面影响。

氰酸酯改性环氧树脂是一种新型的高性能复合材料基体，同环氧树脂相比，具有优良的介电性能、耐湿热性能，同氰酸酯树脂相比，其性能／价格比更好，并在某些性能上超过氰酸酯树脂(如吸湿性和韧性)，同时具有良好的加工性能。氰酸酯改性环氧树脂主要用作复合材料共聚预浸料和高性能复合基体材料。现在大多数商品化的氰酸酯树脂是氰酸酯／环氧树脂。以改性环氧树脂为树脂基体制备的复合材料具有良好的铺覆性和贮存稳定性，其复合材料板材具有优异的力学性能、耐热性和耐湿性。氰酸酯改性环氧树脂能形成有工程实用价值的新型材料树脂基体，这类树脂基体主要用于飞机舱内材料／飞机发动机用管材、透平机用树脂基复合材料、摩擦材料和复合材料等，因此在电子元器件、电绝缘涂料、航空材料、纤维填充材料等方面有广阔的应用前景。在国外，氰酸酯改性环氧树脂广泛应用于航空航天、电子电气、机电、机械等众多领域。我国在应用方面的研究报道并不多陋蟠]，且多集中在电路板研制领域。据报道以氰酸酯改性的环氧树脂覆铜板，可有效提高覆铜板的电性能，其性能超过了FR一4标准环氧树脂覆铜，能够满足现代工业要求。

参考文献：

1.《热同性树脂》第23卷增刊2008年8月——《热固性树脂基体复合材料的应用及其工业进展》[吴良义，罗兰，温晓蒙]

2. 《材料导报》2005年5月第19卷第5期——《氰酸酯树脂在航空航天领域应用研究进展》[王晓洁梁国正张炜惠雪梅]

3. 《材料工程》2010年9期——《Nomex氰酸酯树脂夹层复合材料耐湿热性研究》

[胡建平蔡吉酷肇研刘建华]

相关链接：

1.百度：https://www.wendangku.net/doc/281114298.html,

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氟树脂

1.1含氟树脂概述 自1963年聚偏氟乙烯（PVDF）涂料成功地应用在建筑业，涂覆于装饰板材上以来。氟树脂涂料已经走过了近40年的发展历程，氟树脂涂料以其独特的性能经受住了历史的考验。目前国际上形成了三种不同用途的氟树脂与氟涂料行业，第一种是以美国阿托—菲纳公司生产的PVDF树脂为主要成分的外墙高耐候性氟树脂涂料、具有超强耐候性；第二种是以美国杜邦公司为代表的特氟龙不粘涂料。主要用于不粘锅、不粘餐具及不粘模具等方面；第三种是以日本旭硝子为代表的室外常温固化氟树脂涂料，主要应用于桥梁、电视塔等难以经常施工的塔架防腐等[1]。 1.2含氟树脂的结构特点及性能 1.2.1氟树脂的结构特点 常温固化氟树脂的结构如图1.1所示, 在FEVE的分子结构中, 作为主要的单体三氟氯乙烯, 由于前述氟原子的特性, 在空间结构和化学上, 氟烯烃单元保护了不很稳定的乙烯基醚单元, 使其难以受氧化侵蚀, 提高了树脂的耐候性和耐化学腐蚀性,并为树脂提供了必要的硬度。环己基的引人, 则赋予了树脂刚性和透明性, 其侧链的大环降低了树脂的结晶性, 使其可以在常温下溶于大多数有机溶剂。烷基的引人给树脂提供了较好的挠曲性能, 增加了树脂的柔韧性能。经烷基的引人则给树脂带来了固化点, 使树脂能在常温下与异氛酸醋交联固化, 高温下与三聚氰胺树脂交联固化, 使树脂具有从室温到高温广阔温度范围内固化的性能, 应用范围大为扩展。而侧链上梭基的引人, 则提高了树脂对颜料的润湿性, 加强了树脂与固化剂、有机颜料的相溶性。 C-F键能高达486KJ/mol,因此分子结构稳定, 很难被热、光以及其它化学因素破坏。在同一分子中未成键原子之间存在着一种较弱的范德华力。2个氟原子的范德华半径之和为0.27nm,两个氟原子正好把C-C之间的空隙填满, 保护了碳碳键, 使氟碳树脂相当稳定。 1.2.2氟树脂的性能 氟树脂具有优异的耐候性、耐腐蚀性、耐沾污性、耐热性、耐化学品性、斥水斥油性、绝缘性及低摩擦系数, 其原因是由于氟原子电负性高, 原子半径小, 与碳形成的C-F键极短, 相邻氟原子相互排斥, 使含氟烷烃中氟原子呈螺线形分布, 碳链周围被一系列带负电性的氟原子所包围, 形成屏蔽层。

不饱和聚酯树脂的固化

不饱和聚酯树脂的固化 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

不饱和聚酯树脂的固化机理 引言 不饱和聚酯树脂（UPR）的固化似乎是从理论和实践上已研究得十分透彻的问题，但是因为影响固化反应的因素相当复杂，而在UPR的各种应用领域中，制品所出现的质量瑕疵在很大程度上几乎都与“固化”有关。所以，我们有对UPR的固化进行较深入探讨的必要。（探讨不饱和聚酯树脂的固化，首先应该了解与不饱和聚酯树脂固化有关的一些概念和定义）。 2．与不饱和聚酯树脂固化有关的概念和定义 固化的定义 液态UPR在光、热或引发剂的作用下可以通过线型聚酯链中的不饱和双键与交联单体的双键的结合，形成三向交联的不溶不熔的体型结构。这个过程称为UPR的固化。 固化剂 不饱和聚酯树脂的固化是游离基引发的共聚合反应，如何能使反应启动是问题的关键。单体一旦被引发，产生游离基，分子链即可以迅速增长而形成三向交联的大分子。 饱和聚酯树脂固化的启动是首先使不饱和C—C双键断裂，由于化学键发生断裂所需的能量不同，对于C—C键，其键能E=350kJ/mol，需350-550℃的温度才能将其激发裂解。显然，在这样高的温度下使树脂固化是不实用的。因此人们找到了能在较低的温度下即可分解产生自由基的物质，这就是有机过氧化物。一些有机过氧化物的O—O键可在较低的温度下分解产生自由基。其中一些能在50-150℃分解的过氧化物对树脂的固化很有利用价值。我们可以利用有机过氧化物的这一特性，选择其中的一些作为树脂的引发剂，或称固化剂。

固化剂的定义：不饱和聚酯树脂用的固化剂，是在促进剂或其它外界条件作用下而引发树脂交联的一种过氧化物，又称为引发剂或催化剂。 这里所说的“催化剂”与传统意义上的“催化剂”是不同的。在传统的观念上，“催化剂”这个术语是为反应物提供帮助的，它们在促进反应的同时，本身并没有消耗。而在UPR固化反应中，过氧化物必须在它“催化”反应以前，改变它本身的结构，因此对于用于UPR固化的过氧化物来说，一个较合适的名字应该叫做“起始剂”或“引发剂”。 说到过氧化物我们要有必要了解的两个概念是活性氧含量和临界温度。其中“活性氧”或“活性氧含量”是一个与固化剂有密切关系并常常被误会的概念。 活性氧含量：活性氧含量简单来说就是过氧化物中氧和过氧化物分子总量的百分比。 从这个概念本身来说，一个具有较低的分子量的过氧化物的活性氧含量可能相对较高。但这并不意味着活性氧含量高的过氧化物比活性氧含量低的过氧化物具有更多或更快的活性。（因为我们很多应用厂家是用活性氧含量作为考核固化剂的一个指标）事实上，活性氧含量仅仅是作为一个恒量任何一个特定的过氧化物的浓度和纯度的一个尺度。人们发现许多具有较高的活性氧含量的过氧化物并不适合用于固化树脂，因为它们在标准的固化温度下会很快地分解或“耗尽”，也就是它分解游离基的速度过快。由于游离基总是有一种彼此间相互结合的强烈倾向，当游离基产生的速度比它们被不饱和双键利用的速度快时，它们会重新组合或者终止聚合链，从而产生低分子量的聚合物而导致不完全固化的结果。（典型的例子就是过氧化氢）。

氟树脂简介

氟树脂简介 1定义 分子结构中含有氟原子的一类热塑性树脂。氟树脂的主要品种有聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、聚氟乙烯（PVF）等。其中以聚四氟乙烯为主。 2性能 氟树脂具有优异的耐高低温性能、介电性能、化学稳定性、耐候性、不燃性、不粘性和低的摩擦系数等特性。聚四氟乙烯可以在260℃高温下长期使用，-268℃低温下短期使用。介电性能不仅优异，且不受工作环境、温度、湿度和工作频率的影响。在高温下也不与强酸、强碱和强氧化剂起作用，即使在“王水”中煮沸也无变化，故有“塑料王”之称。润滑性特别是自润滑性很好，对钢的静摩擦系数仅0.02，动摩擦系数0.03，自摩擦系数0.01。主要缺点是有冷流性，在负荷和高速条件下尺寸不稳定；刚性、耐磨和压缩强度较差，需加硫化钼和青铜粉等填料改性；耐辐照性和加工性不好。可熔性聚四氟乙烯不仅具有聚四氟乙烯的原有特性，而且高温机械性能（250℃拉伸强度为13MPa，而聚四氟乙烯为8.5MPa）和加工性能大为改善。聚三氟氯乙烯的特点是透明性、尺寸稳定性和粘接性好，但耐温性较差。聚偏氟乙烯、乙烯-三氟氯乙烯共聚物和乙烯-四氟乙烯共聚物都是机械强度好和韧性大的氟树脂，耐辐照性优良；聚偏氟乙烯还是压电性和热电性极好的功能材料。聚氟乙烯薄膜可耐大气老化30年以上。偏氟乙烯－六氟异丁烯共聚物可在280℃以上高温下长期使用，主要问题是价格昂贵，常温下发脆。 3国内外状况 1934年，德国的F.施洛费尔和O.舍雷尔研究成功的聚三氟氯乙烯，是氟树脂的第一个品种。 1938年美国杜邦公司合成聚四氟乙烯树脂，开发出“特氟龙”不粘涂料，它是将聚四氟乙烯（PTFE）以微小颗粒状态分散在溶剂中，然后以360-380oC的高温烧结成膜，该涂层可长期在-195--250oC下使用，其耐化学品性超过所有聚合物，主要应用于不粘涂层；如：不粘锅内涂膜、聚合反应釜内衬。 20世纪60年代，Elf Ato 公司开发出“Kynar500”为商标的聚偏二氟乙烯（PVDF）氟碳树脂，随后，被应用于氟碳涂料之中。它具有优良的耐候性、耐水性、耐污染性、耐化学品性，尤其用于建筑物的外部装饰有其他涂料无法相比的优点。但由于PVDF树脂不溶欲

异氰酸酯

几种重要的异氰酸酯原料2-3 1、甲苯二异氰酸酯（TDI） 一般为2,4-甲苯二异氰酸酯和2,6-甲苯二异氰酸酯的混合物，前者含量一般占80％。2,4TDI邻对位异氰酸酯反应性相差很大，利用这个差别，可以制备含有异氰酸酯基团的加成物．邻对位反应活性随温度的变化而变化，在高温下(100℃以上)，反应性趋于一致，TD1有较高毒性，但价钱便宜，用量最大。 2、二苯甲烷二异氰酸酯(MDI) 和TDI一样是芳香族异氰酸酯、用量也较大 3、对苯二亚甲基二异氰酸酯(XDl) 它虽有苯环，但属于脂肪族异氰酸酯 4、己二异氰酸酯(HDI) 是脂肪族异氰酸酯．和TDI一样，蒸气压高，毒性大． OCN-(CH2) 6-NCO (HDI) 5、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI) 是一种性能优良的脂肪族二异氰酸酯，商品IPDI是顺反两种异构体的混合物．IPDI的两个异氰酸酯基团的反应性是不同的，用胺为催化剂时一级异氰酸酯基比较活泼，而用有机锡为催化剂时二级异氰酸酯基比较活泼．

6、二环己基甲烷二异氰酸酯（H12MDI） 是一种常用的脂肪族二异氰酸酯。 上述多异氰酸酯中TDI和MDI是芳香族异氰酸酯，其活性比脂肪族的高得多，反应要快得多，但所得漆膜易泛黄．泛黄的原因在于有自由胺基存在，因异氰酸酯与水反应或氨酯键光解都能生成芳香胺，芳香胺受氧作用可得酣式结构，如： 当TDI三聚后，在环上的叔氮原子没有氢原子，并为环所稳定，不能裂解，环外氨酯即使分解成胺，也不能生成醌式结构，所以不易泛黄： 还有一些其他的异氰酸酯，如四甲基间苯二甲基二异氰酸酯(Ⅱ) 它和XDI一样是脂肪族二异氰酸酯．但它的异氰酸酯和叔碳原子相连，与羟基反应较慢，与水更慢，便于使用，它比一般脂肪族异氰酸酯便宜． 另外两种是可以和烯类单体共聚的异氰酸酯(Ⅲ)和(Ⅳ)： 一般(Ⅳ)比较贵，且不稳定． 多异氰酸酯作为聚氨酯涂料的一个组分有两个问题需要改进，一是活性太大，二是毒性问题．解决毒性问题的途径有三个：(1)与多元醇反应制成加成物；(2)与水反应制成缩二脲；(3)制成三聚体，其结果都是分子量增大，蒸气压降低，毒性危害减小。 异丙醇的分子式C3H3O ，分子量61.0 ，结构式(CH3)2-CHOH ，它是正丙醇CH3-CH3-CH2-CH2OH 的同分异构体。 ( 一 ) 异丙醇的制作先用 90 ～ 95% 硫酸吸收丙烯 CH3CHCH2( 从热裂石油气分出 ) ，继加水分解异丙基硫酸，再用蒸馏法蒸出异丙醇。 异丙醇的理化性质 1. 异丙醇是无色透明可燃性液体，有与乙醇、丙酮混合物相似的气味。比重 0.7851 、熔点－ 88 ℃、沸点 8 2.5 ℃。 2. 异丙醇能溶于水、醇、醚、氯仿。蒸气与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限 3.8 ～10.2%( 体积 ) 。可用於防冻剂、快干油等，更可作树脂、香精油等溶剂，在许多情况下

半固化片的固化反应机理及常用固化剂概述

半固化片的固化反应机理及常用固化剂概述 2009-8-6 15:14:10 资料来源:PCBcity 作者: 杨金爽 摘要：多层压合是多层电路板制作中一个必不可少的环节。多层压合是指将已完成图形制作的内层芯板和外层铜箔，通过半固化片在高温高压下发生聚合反应生成固体聚合物，从而使两者粘结在一起。半固化片中所含固化剂的种类将决定半固化片——环氧树脂发生固化反应的历程以及生成的固体聚合物的性能。本文介绍了几种常见的固化剂以及在这种固化剂作用下的固化反应机理。 关键词：固化反应；固化剂 1 引言 目前普遍使用的半固化片中所采用的树脂成分主要为环氧树脂。环氧树脂是泛指分子中有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，其环氧基团可以位于分子链的末端、中间或呈环状结构。正是由于活泼环氧基团的存在，才可使环氧树脂与固化剂在一定的条件下发生固化反应，生成立体网状结构的产物，从而显现出各种优良的性能。固化剂在环氧树脂的应用中是必不可少的，有些固化剂不同于催化剂，它在固化反应中既起到催化作用，又与树脂相互交联生成交联聚合物。因此固化剂在某种程度上对固化反应起着决定性作用，它决定了固化反应历程和所生成的交联聚合物的性质。半固化片中所添加的固化剂都是潜伏型固化剂，即在室温条件下可与环氧树脂较长期稳定地存在，而在高温高压或者光照等特殊条件下才具有反应活性，使环氧树脂固化。本文对于常用的潜伏型固化剂进行介绍，并以最常见的环氧树脂类型——二酚基丙烷型环氧树脂（简称双酚A 型环氧树脂）为例，介绍了添加不同固化剂时，所发生固化反应的机理。 2 固化剂的种类 2.1 按照官能团分类 （1）胺类

胺类固化剂包括脂肪族胺类和芳香族二胺类。其中脂肪族胺类中最常用的是乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺等，通常为了降低其固化活性，提高贮存运输的稳定性，可以将其进行化学改性，与有机酮类化合物进行亲核加成反应，生成酮亚胺类物质。 经过改性制得的芳香族二胺固化剂具有优良的性能，毒性低、吸水率低，从而使其贮存更加方便，而Tg 高则使板材的尺寸更加稳定。二氨基二苯砜（DDS ）是目前研究最成熟的芳香族固化剂，由于具有强吸电子的砜基，所以它具有比间苯二胺、二氨基二苯甲烷（DAM ）更低的反应活性，从而贮存期提高。当与BF3 混用时，可生成络合物，在常温下相当稳定，但是当达到某一温度时则可迅速固化。一般来说，脂肪族固化剂比芳香族固化剂的固化速度快。 （2）双氰胺 双氰胺与环氧树脂混合可长时间稳定存在，这是双氰胺被经常用作主固化剂的重要原因之一。但是由于其单独作为固化剂时，固化温度很高，且反应活性低，所以通常加入另一种促进剂，如苄基二甲胺（BDMA ）来提高反应活性。这种方法的前提为不降低双氰胺在室温下的贮存周期，不影响其性能。另一种降低固化温度提高反应活性的办法为对双氰胺进行化学改性，引入胺类物质制成双氰胺衍生物。这种衍生物具有贮存周期长，固化温度低于双氰胺且固化速度快的特点。 （3）酸酐类 与胺类固化剂相似，酸酐类固化剂也包括芳香族和脂环族两类。其中脂环族的代表为六氢邻苯二甲酸酐（HHPA），其固化温度较高，而且酸酐键容易水解使其耐蚀性较差，所以通常加入促进剂来降低固化温度，常用的促进剂为胺类物质及其络合物。 （4）路易斯酸 将BF3、AlCl3、ZnCl2、PF5 等路易斯酸与胺类络合，形成路易斯酸-胺络合物，可作为环氧树脂的固化剂，可使树脂固化温度适中，且固化速度快，常作为胺类和酸酐类固化剂的促进剂而引入。此类固化剂最常用的为BF3-胺络合物。 （5）咪唑类 咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑等咪唑类固化剂，具有很高的活性，在中温下即可使环氧树脂迅速固化，与环氧树脂混合贮存时间短，所以要对其进行化学改性。可以将咪唑环上1 位仲胺基氮原子上的活泼氢进行改性，

氰酸脂树脂的性质及其应用

氰酸酯树脂的性质及其应用 摘要：介绍了氰酸酯树脂的性能、反应特性，重点综述了氰酸酯树脂基复合材料在机舱潜艇防火结构及卫星结构和空间光学系统结构等方面的应用情况及发展前景。 关键词：氰酸酯树脂性质应用 树脂基复合材料也称纤维增强塑料，是技术比较成熟且应用最为广泛的一类复合材料。这种材料是用短切的或连续纤维及其织物增强热固性或热塑性树脂基体，经复合而成。以玻璃纤维作为增强相的树脂基复合材料在世界范围内已形成了产业，在我国不科学地俗称为玻璃钢。自20世纪70年代后相继开发了一批如碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、硼纤维、芳纶纤维、高密度聚乙烯纤维等高性能增强材料，并使用高性能树脂、金属与陶瓷为基体，制成先进复合材料(AdvaJlced Complosite Materi．als，简称AcM)。 这种先进复合材料具有比玻璃纤维复合材料更好的性能，是用于飞机、火箭、卫星、飞船等航空航天飞行器的理想材料。如美国全部用碳纤维复合材料制成了8座商用飞机——里尔芳2100号；哥伦比亚号航天飞机用碳纤维／环氧树脂制作长18．2 m、宽4．6 m的主货舱门，用凯芙拉纤维／环氧树脂制造各种压力容器；用先进复合材料作为主承力结构制造了可载80人的波音一767大型客运飞机，不仅减轻了重量，还提高了飞机的各种飞行性能。复合材料在这几个飞行器上的成功应用，表明了复合材料的良好性能和技术的成熟这对于复合材料在重要工程结构上的应用是一个极大的推动。 氰酸酯树脂是20世纪80年代开发出来的一类高性能树脂。由于其具有优良的耐湿热性及介电性能，已被视为最有发展前途的新一代雷达天线罩用夹层复合材料的面板树脂材料。研究表明，氰酸酯树脂的收缩率较低，介电损耗角正切值很低，仅为0．002～o．008，介电常数为2．8～3．2，具有优良的黏结性和良氰酸酯树脂面板夹层结构复合材料、面板及芯材的吸湿特性进行了研究，并且对其湿热处理前后面板、芯材及整体夹层材料的介电性能变化进行了研究，初步分析了其产生优良介电性能与耐湿热性的原因。 1. 氰酸酯树脂的性质 氰酸酯树脂是一类含2个以上氰酸酯官能团(一O一C三N)的新型基体树脂，氰酸酯树脂性能主要包括：力学性能、介电性能、吸湿特性。 1.1 力学性能 对原始干态及经过480h，70℃，85％RH湿热处理的氰酸酯树脂夹层材料试样进行力学性能的测试。分别对不同夹层结构材料的长梁弯曲、短梁弯曲及压缩性能进行了测试。长梁弯曲实验主要测试的是夹层材料的面板强度，短梁弯曲实验测试夹层材料芯材的剪切强度，压缩实验测试夹层结构材料芯材的压缩强度。实验结果取5个试样测试结果的平均值，并计算标准差。 对使用铝箔封边后的氰酸酯夹层复合材料进行湿热处理，处理条件为70℃，85％RH，480h，对其进行长梁弯曲实验，同时对未经处理的夹层结构复合材料进行测试，氰酸酯树脂夹层复合材料的面板剪切强度受到湿热环境的明显影响，其强度由39．8MPa降至36．6MPa，强度保持率约为91．2％，具有较好的力学性能耐湿热性。由此可见，经过湿热处理后，夹层材料的芯材剪切强度有了一定程度的下降，其值由0．270MPa降至0．257MPa，但是，其湿热后强度保持率高达95．3％，远高于传统环氧树脂面板材料。生此种结果的原因主要

【CN110041683A】一种用于箱包壳体的PCPMMA材料及其制备方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910339782.4 (22)申请日 2019.04.25 (71)申请人 金旸（厦门）新材料科技有限公司 地址 361028 福建省厦门市海沧区后祥路 66号 (72)发明人 陈志峰　刁雪峰　王清文　 (74)专利代理机构 厦门市精诚新创知识产权代 理有限公司 35218 代理人 赖秀华 (51)Int.Cl. C08L 69/00(2006.01) C08L 33/12(2006.01) C08L 23/08(2006.01) C08L 33/08(2006.01) (54)发明名称 一种用于箱包壳体的PC/PMMA材料及其制备 方法 (57)摘要 本发明属于复合材料领域，尤其涉及一种用 于箱包壳体的PC/PMMA材料及其制备方法。所述 用于箱包壳体的PC/PMMA材料由聚碳酸酯、聚甲 基丙烯酸甲酯、沙林树脂、增韧剂、分散剂和抗氧 剂组成，所述聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯和沙 林树脂的重量比为(2.8～14.5):(1.2～7):1。本 发明提供的PC/PMMA复合材料兼具有优异的耐刮 擦性能和韧性，符合箱包壳体材料的各项测试要 求。权利要求书1页 说明书6页CN 110041683 A 2019.07.23 C N 110041683 A

1.一种用于箱包壳体的PC/PMMA材料，其特征在于，所述用于箱包壳体的PC/PMMA材料由聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、沙林树脂、增韧剂、分散剂和抗氧剂组成，所述聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯和沙林树脂的重量比为( 2.8～14.5):(1.2～7):1。 2.根据权利要求1所述的用于箱包壳体的PC/PMMA材料，其特征在于，所述用于箱包壳 体的PC/PMMA材料由如下重量百分比的组分组成： 3.根据权利要求1或2所述的用于箱包壳体的PC/PMMA材料，其特征在于，所述聚碳酸酯为挤出级聚碳酸酯；所述聚碳酸酯在300℃、1.2kg条件下的熔融指数为3.5～8.0cm 3/10min。 4.根据权利要求1或2所述的用于箱包壳体的PC/PMMA材料，其特征在于，所述聚甲基丙烯酸甲酯为低流动性聚甲基丙烯酸甲酯；所述聚甲基丙烯酸甲酯在230℃、3.8kg条件下的熔融指数小于3.0cm 3/10min。 5.根据权利要求1或2所述的用于箱包壳体的PC/PMMA材料，其特征在于，所述沙林树脂为乙烯-(甲基)丙烯酸-金属离子聚合物，金属离子为锌离子、钠离子、镁离子、钾离子或锂离子。 6.根据权利要求1或2所述的用于箱包壳体的PC/PMMA材料，其特征在于，所述增韧剂为丙烯酸酯类聚合物。 7.根据权利要求1或2所述的用于箱包壳体的PC/PMMA材料，其特征在于，所述分散剂选自硅氧烷类分散剂、硬脂酸盐类分散剂和蜡类分散剂中的至少一种。 8.根据权利要求1或2所述的用于箱包壳体的PC/PMMA材料，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂。 9.权利要求1～8中任意一项所述的用于箱包壳体的PC/PMMA材料的制备方法，其特征在于，该方法包括：将所述聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、沙林树脂、增韧剂、分散剂和抗氧剂混合均匀，之后将所得混合料在双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒。 10.根据权利要求9所述的用于箱包壳体的PC/PMMA材料的制备方法，其特征在于，所述混合在混料锅中进行，且所述混合的条件包括转速为300～500r/min，时间为2～5min；所述熔融挤出的条件包括温度为240～260℃，螺杆转速为350～500r/min ，真空度不小于0.08MPa。 权　利　要　求　书1/1页2CN 110041683 A

环氧树脂的固化原理

环氧树脂的固化原理 环氧树脂硬化反应的原理,目前尚不完善,根据所用硬化剂的不同,一般认为它通过四种途径的反应而成为热固性产物. （1）环氧基之间开环连接； （2）环氧基与带有活性氢官能团的硬化剂反应而交联； （3）环氧基与硬化剂中芳香的或脂肪的羟基的反应而交联； （4）环氧基或羟基与硬化剂所带基团发生反应而交联. 不同种类的硬化剂,在硬化过程中其作用也不同.有的硬化剂在硬化过程中,不参加到本分子中去,仅起催化作用,如无机物.具有单反应基团的胺、醇、酚等,这种硬化剂,叫催化剂.多数硬化剂,在硬化过程中参与大分子之间的反应,构成硬化树脂的一部分,如含多反应基团的多元胺、多元醇、多元酸酐等化合物. 1、胺类硬化剂 胺类硬化剂—般使用比较普遍,其硬化速度快,而且黏度也低,使用方便,但产品耐热性不高,介电性能差,并且硬化剂本身的毒性较大,易升华.胺类硬化剂包括；脂肪族胺类、芳香族胺类和胺的衍生物等.胺本身可以看作是氮的烷基取代物,氨分子（NH3）中三个氢可逐步地被烷基取代,生成三种不同的胺.即：伯胺（RNH2）、仲胺（R2NH)）和叔胺（R3N）. 由于胺的种类不同,其硬化作用也不同： （1）伯胺和仲胺的作用 含有活泼氢原子的伯胺及仲胺与环氧树脂中的环氧基作用.使环氧基开环生成羟基,生成的羟基再与环氧基起醚化反应,最后生成网状或体型聚合物. （2）叔胺的作用与伯胺、仲胺不同,它只进行催化开环,环氧树脂的环氧基被叔胺开环变成阴离子,这个阴离子又能打开一个新的环氧基环,继续反应下去,最后生成网状或体型结构的大分子. 2、酸酐类硬化剂 酸酐是由羧酸（分子结构中含有羧基—COOH）与脱水剂一起加热时,两个羧基除去一个水分子而生成的化合物. 酸酐类硬化剂硬化反应速度较缓慢,硬化过程中放热少,使用寿命长,毒性较小,硬化后树脂的性能（如力学强度、耐磨性、耐热性及电性能等）均较好.但由于硬化后含有酯键,容易受碱的侵蚀并且有吸水性,另外除少数在室温下是液体外.绝大多数是易升华的固体,而且一般要加热固化. 酸酐和环氧树脂的硬化机理,至今尚未完全阐明,比较公认的说法如下： 酸酐先与环氧树脂中的羟基起反应而生成单酯,第二步由单酯中的羟基和环氧树脂的环氧基起开环反应而生成双酯,第三步再由其中的羟基对环氧基起开环作用,生成醚基,所以可得到既含醚键,又含有酯基的不溶不熔的体型结构. 除了上述反应之外,第一步生成的单酸中的羧基也可能与环氧树脂分子上的羟基起酯化反应,生成双酯.但这不是主要的反应. 3、树脂类硬化剂 含有硬化基团的一NH一,一CH2OH,一SH,一COOH,一OH等的线型合成树脂低聚物,也可作为环氧树脂的硬化剂.如低分子聚酰胺．酚醛树脂,苯胺甲醛树脂,三聚氰胺甲醛树脂,糠醛树脂,硫树脂,聚酯等.它们分别能对环氧树脂硬化物的耐热性,耐化学性,抗冲击性,介电性,耐水性起到改善作用.常用的是低分子聚酰胺和酚醛树脂. （1）低分子聚酰胺不同于尼龙型的聚酰胺.它是亚油酸二聚体或是桐油酸二聚体与脂肪族多元胺,如乙二胺、二乙烯三胺反应生成的一种琥珀色粘稠状树脂.由于原材料的性质,反应组分的配比和反应条件不同,低分子聚酰胺的性质差别很大.它们的分子量在500~9000之间,有熔

氟树脂涂料

氟树脂涂料 蒋卓君 04300011 摘要：简述了氟树脂涂料的发展、分类、特点、性能、存在的问题与对策，并简单介绍了几种典型的氟树脂涂料的性能和合成工艺。 关键词:氟树脂; 氟涂料 1 前言 自1963 年聚偏氟乙烯(PVDF) 涂料成功地应用在建筑业,涂覆于装饰板材上以来,氟树脂涂料已经走过了近40 年的发展历程,氟树脂涂料以其独特的性能经受住了历史的考验。目前国际上形成了三种不同用途的氟树脂与氟涂料行业, 第一种是以美国阿托—菲纳公司生产的PVDF 树脂为主要成分的外墙高耐候性氟树脂涂料, 具有超强耐候性;第二种是以美国杜邦公司为代表的特氟龙不粘涂料, 主要用于不粘锅、不粘餐具及不粘模具等方面; 第三种是以日本旭硝子为代表的室外常温固化氟树脂涂料, 主要应用于桥梁、电视塔等难以经常施工的塔架防腐等[1]。 2氟树脂涂料发展的几个阶段 氟树脂涂料的品种发展主要经历了熔融型、溶剂可溶型、可交联固化型及水性氟树脂涂料等阶段。 2.1熔融型氟树脂涂料 熔融型氟树脂涂料又称高温烘烤型氟树脂涂料,是最早的氟树脂涂料品种。PTFE、PVF、PVDF 等均可制成熔融型氟树脂涂料,常用熔融型氟树脂及其性能如表1 所示[2 ]。

由表可见,这些氟树脂都有很好的耐候性、耐溶剂性及耐高温性。但由于这些氟树脂涂料须在高温下烘烤使其熔融成膜,只适合于工厂涂装,不适合现场施工。因而应用范围主要局限在电饭锅、耐高温铝板或钢板上,从而限制了自身的发展。 2.2溶剂可溶型氟树脂涂料 为扩大氟树脂涂料的应用范围,首先必须降低氟树脂的结晶度,提高其在有机溶剂中的溶解度。因此,研究者们就将各种含氟单体与带侧基的乙烯单体进行共聚改性,制得了溶解性较高的氟树脂涂料。如VDF/ TFE/ HFP 三元共聚物、VF2/ HFP 二元共聚物涂料等。这种涂料可在较低温度下成膜,因而拓展了氟树脂涂料的使用范围。 2.3可交联固化型氟树脂涂料 可交联固化型氟树脂涂料是指在氟树脂中引入—OH 及—COOH 等官能团,使之可与异氰酸酯、三聚氰胺和氨基树脂等进行交联固化。典型的可交联固化型氟树脂涂料有羟基乙烯基醚共聚物( PFEVE) 涂料等。 2.4 水性氟树脂涂料 随着人们环保意识的加强,水性涂料将成为21世纪的主流产品之一,因此,水性氟树脂涂料已成为当今涂料研究的热点。水性氟树脂涂料一般是由含氟烯烃、乙烯基醚、含羧基化合物和水溶性氨基树脂共聚而制得。研究较多的有三氟氯乙烯共聚物涂料、四氟氯乙烯共聚物涂料及偏氟乙烯共聚物涂料等。降低水性氟树脂涂料的成膜温度是研究的热点。目前,日本旭硝子公司的PFEVE 乳胶成膜温度为35～50 ℃。国内水性氟树脂涂料也在积极研究之中,研究焦点也集中在如何降低成膜温度上。

聚氨酯树脂

聚氨酯树脂 第一节 概 述 1937年，德国化学家Otto Bayer 及其同事用二或多异氰酸酯和多羟基化合物通过聚加成反应合成了线形、支化或交联型-聚合物，即聚氨酯，标志着聚氨酯的开发成功。其后的技术进步和产业化促进了聚氨酯科学和技术的快速发展。最初使用的是芳香族多异氰酸酯(甲苯二异氰酸酯),60年代以来，又陆续开发出了脂肪族多异氰酸酯。聚氨酯树脂在涂料、黏合剂及弹性体行业取得了广泛、重要的应用。据有关文献报道，在全球聚氨酯产品的消耗总量中，北美洲和欧洲占到70％左右，美国人均年消耗聚氨酯材料约5.5kg ，西欧约4.5kg 。而我国的消费水平还很低，年人均不足0.5kg ，具有极大发展空间。 聚氨酯(polyurethane)大分子主链上含有许多氨基甲酸酯基( NH C O O )。它由二（或多）异氰酸酯、 二（或多）元醇与二（或多）元胺通过逐步聚合反应生成，除了氨基甲酸酯基(简称为氨酯基， NH C O O ) 外，大分子链上还往往含有醚基（ O ）、酯基（ C O O ）、脲基（ NH C O NH －）、 酰胺基（ NH C O ）等基团，因此大分子间很容易生成氢键。 聚氨酯是综合性能优秀的合成树脂之一。由于其合成单体品种多、反应条件温和、专一、可控、配方调整余地大及其高分子材料的微观结构特点，可广泛用于涂料、黏合剂、泡沫塑料、合成纤维以及弹性体,已成为人们衣、食、住、行以及高新技术领域必不可少的材料之一，其本身已经构成了一个多品种、多系列的材料家族，形成了完整的聚氨酯工业体系，这是其它树脂所不具备的。 第二节 聚氨酯化学 一、异氰酸酯的反应机理 异氰酸酯指结构中含有异氰酸酯（－NCO ，即-N==C==O ）基团的化合物,其化学活性适中。一般认为异氰酸酯基团具有如下的电子共振结构： R N C O O C N R O C N R 根据异氰酸酯基团中N 、C 、O 元素的电负性排序：O(3.5)>N(3.0)>C(2.5),三者获得电子的能力是：O ＞N ＞C 。另外：—C=O 键键能为733kJ/mol,-C=N-键键能为553kJ/mol,所以碳氧键比碳氮键稳定。 因此，由于诱导效应在-N=C=O 基团中氧原子电子云密度最高，氮原子次之，碳原子最低，碳原子形成亲电中心，易受亲核试剂进攻，而氧原子形成亲核中心。当异氰酸酯与醇、酚、胺等含活性氢的亲核试剂反应时，-N=C=O 基团中的氧原子接受氢原子形成羟基，但不饱和碳原子上的羟基不稳定，经过分子内重排生成氨基甲酸酯基。反应如下： 二、异氰酸酯的反应 异氰酸酯基团具有适中的反应活性，涂料化学中常用的反应有异氰酸酯基团与羟基的反应，与水的反应，与胺基的反应，与脲的反应，以及其自聚反应等。 其中多异氰酸酯同羟基化合物的反应尤为重要，其反应条件温和，可用于合成聚氨酯预聚体、多异氰 R 1N H OR 2[R 1N C OR 2OH]R 1N H C O OR 2 C O +

环氧树脂的固化

实验五 环氧树脂的固化 化工系 毕啸天 2010011811 一、实验目的 1.了解高分子化学反应的基本原理及特点 2.了解环氧树脂的制备及固化反应的原理、特点 二、实验原理 热固性树脂是一类重要的树脂材料，环氧树脂（epoxy resins ）就是其中的一大品种。含有环氧基团的低聚物，与固化剂反应形成三维网状的固化物，是这类树脂的总称，其中以双酚A 型环氧树脂产量最大，用途最广。它是由环氧氯丙烷与双酚A 在氢氧化钠作用下聚合而成。根据不同的原料配比，不同反应条件，可以制备不同软化点、不同分子量的环氧树脂。其通式如下： CH 2 CH CH 2 O C CH 3 CH 3 OCH 2CHCH 2 OH n C CH 3CH 3 OCH 2 CH CH 2 O 环氧树脂通常用下面几个参数表征： 1.树脂粘度 2.环氧当量或环氧值 3.平均分子量和分子量分布 4.熔点或软化点 环氧值是表征环氧树脂质量的重要指标。它表示每100g 环氧树脂中含环氧基的摩尔数。我国环氧树脂部颁牌号中的两位数字是该牌号树脂的平均环氧值×100，所以部颁牌号可以很简明的表示出该环氧树脂的主要特征。 环氧树脂的结构中末端的活泼的环氧基和侧羟基赋予树脂反应活性，双酚A 骨架提供强韧性和耐热性；亚甲基链赋予树脂柔韧性；羟基和醚键的高度极性，使环氧树脂分子与相邻界面产生了较强的分子间作用力。双酚A 型环氧树脂综合性能好，因而用途广泛，商业上称作“万能胶”。 环氧树脂在未固化前呈热塑性的线性结构，通过与固化剂发生化学反应，形成网状结构的大分子，才具有使用价值。环氧树脂固化物的性能除了取决于自身的结构特性以外，还取决于固化剂的种类。此外固化物性能还受固化反应程度的影响。采用的固化条件不同，交联密度也会不同，所得固化物的性能也各异。环氧树脂的固化剂种类很多，不同的固化剂，其交联反应也不同。 未固化的环氧树脂是粘性液体或脆性固体，没有实用价值，只有与固化剂进行固化生成交联网络结构才能实现最终用途。环氧树脂与固化剂的反应，除了一般的脂肪胺和部分脂环胺类固化剂可以在常温固化外，其它大部分脂环族胺和芳香胺类以及全部的酸酐类固化剂都需要在较高的温度下经过较长的时间才能发生固化交联反应。为了降低固化温度，使用促进剂是必要的，适用于胺类和酸酐类固化环氧树脂的促进剂可分为亲核型、亲电型和金属羧酸（或乙酰丙酮）盐三类。环氧树脂的固化反应是通过环氧基的开环反应完成的，末端基为环氧基的树脂可以和多种含活泼氢的化合物反应。活泼氢对环氧化合物的作用先是在环氧基的 氧原子上引起质子的亲电附加，生成H 3O ＋离子，此反应非常迅速，在此H 3O ＋ 离子的作用下进行亲核进攻，使环氧基开环。含有活泼氢的化合物有醇、酚、羧酸、硫醇、酰胺、脲类和异氰酸酯等，上述反应并不需要消除小分子就能使链增长或交联，因此环氧树脂比其它类型

一文看懂塑料的韧性、刚性、抗冲击性

一文看懂塑料的韧性、刚性、抗冲击性刚度”是指物体发生单位形变时所需要的力的大小；“柔度”则指物体在单位力下所发生的形变大小。“刚度”越大，越不容易发生变形；“柔度”越大，越容易发生变形。韧性好的材料比较柔软，拉伸断裂伸长率、抗冲击强度较大，而硬度、拉伸强度和拉伸弹性模量较小。 从以上叙述可以看出，刚度和韧性呈对立态，但对经过改性的塑料制品而言，两者会相互依存。例如用玻纤增强塑料后，它的刚性变大的同时，可能出现拉伸强度和冲击强度都增加。 如何提高塑料韧性 通过对塑料制品的测试发现，提高基体树脂的韧性有利于提高增韧塑料的增韧效果。增韧的途径很多，比如增大基体树脂的分子量，使分子量分布变得窄小，或者控制是否结晶以及结晶度、晶体尺寸和晶型等方法提来高韧性。 如何区分塑料常用的增韧剂?

橡胶弹性体增韧 EPR（二元乙丙）、EPDM（三元乙丙）、顺丁橡胶（BR）、天然橡胶（NR）、异丁烯橡胶（IBR）、丁腈橡胶（NBR）等；适用于所有塑料树脂的增韧改性； 热塑性弹性体增韧 SBS、SEBS、POE、TPO、TPV等；多用于聚烯烃或非极性树脂增韧，用于聚酯类、聚酰胺类等含有极性官能团的聚合物增韧时需加入相容剂； 核-壳共聚物及反应型三元共聚物增韧 ACR（丙烯酸酯类）、MBS（丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物）、PTW（乙烯-丙烯酸丁酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物）、E-MA-GMA （乙烯-丙烯酸甲酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物）等；多用于工

程塑料以及耐高温高分子合金增韧； 高韧性塑料共混增韧 PP/PA、PP/ABS、PA/ABS、HIPS/PPO、PPS/PA、PC/ABS、PC/PBT等；高分子合金技术是制备高韧性工程塑料的重要途径； 其它方式增韧 纳米粒子增韧（如纳米CaCO3）、沙林树脂（杜邦金属离聚物）增韧等。

氟树脂涂层的性能特点

氟树脂涂层的性能特点 一、氟树脂静电喷涂工艺是当今世界上最先进的防腐工艺，经喷涂后在设备表面形成0.3—1.8mm厚的涂层，所喷涂原料有PTFE、PFA、FEP、ETFE、halar-ECTFE、PVDF六种，经过喷涂不同原料的涂层后具有以下特点： 1、涂层与金属间有极高的结合力：外力基本无法去除，金属与涂层的附着，如同人的表皮与真皮附着。故解决了传统内衬四氟工艺四氟层与金属基层间因结合力不足易起鼓，脱落的缺陷，温度变化频繁的环境中表现更加明显。 2、克服了传统内衬四氟工艺因形状限制造成的使用范围的局限性：任意形状设备、零部件均可喷涂加工； 3、优良的成形可再加工性能：由于氟塑料熔融流动性能优良，在零件表面喷涂后，还可进行二次加工，以满足对工件尺寸精密度控制的要求。 4、优良的防粘性能：经喷涂后不仅具有优异的防粘性能而且具有优异的耐温性能，在-193到260℃的高温使用中依然具备独特的防粘性能。 5、优良的耐真空性能：在任何真空条件下不会出现脱层（在真空-0.01至-0.1兆帕）。 6、优良的机械性能：机械强度大，耐具有高硬度与韧性。 7、优良的耐热性：可在-193到260℃的高低温下的环境长期稳定使用。 8、优良的电气性能：介电常数与介电损耗因子在很宽的温度与频率范围内都比较低，显示出高介电强度； 9、阻燃性：氟树脂在易燃易暴环境下都不易燃烧，是很好的阻燃材料。 10、优良的耐磨性：经过特殊处理可增加涂层表面硬度，以提高耐磨性。 11、优良的耐腐蚀性：几乎不受任何介质的腐蚀。 12、优良的高纯洁净性：例如多晶硅行业、电镀行业、特殊物料反应等等，既达到防腐又起到高纯洁净的效果。 二、已经成功应用到化工业、纯水设备制造业、多晶硅业、半导体业、制药业、电镀业、纯水设备制造业等等

异氰酸酯行业

2012年TDI、MDI等投资市场研究观点 异氰酸酯是异氰酸的各种酯的总称。若以-NCO基团的数量分类，包括单异氰酸酯 R-N=C=O和二异氰酸酯O=C=N-R-N=C=O及多异氰酸酯等。随着聚氨酯工业的高速发展，异氰酸酯成为聚氨酯树脂合成的重要原料。单异氰酸酯是有机合成的重要中间体，可制成一系列氨基甲酸酯类杀虫剂、杀菌剂、除草剂，也用于改进塑料、织物、皮革等的防水性。二官能团及以上的异氰酸酯可用于合成一系列性能优良的聚氨酯泡沫塑料、橡胶、弹力纤维、涂料、胶粘剂、合成革、人造木材等。目前应用最广、产量最大的是有：甲苯二异氰酸酯(TDI);二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。主要用于聚氨酯泡沫塑料、涂料、合成橡胶、绝缘漆、粘合剂等。 中国行业研究网发布的《2012-2016年中国混合型聚异氰酸酯固化剂行业投资策略及深度研究咨询报告》显示：“十二五”期间，异氰酸酯行业发展方向是按照大型化和循环一体化、基地化和产业集群发展的原则优化产业布局;按照低碳、安全、环保绿色的原则组织生产和技术进步;按照精细化、高性能化、高附加值化的原则来开发新型异氰酸酯产品。鼓励有能力的国内企业做大做强，参与国际化竞争;根据市场调研需求控制行业规模;缔造资源节约型和环境友好型的异氰酸酯行业。2015年，预计我国异氰酸酯总需求量达250万～300万吨，总产能达到398。5万吨。其中MDI产能290万吨，TDI产能99万吨，特种异氰酸酯9。5万吨，除满足国内需求外，25%以上出口到国际市场，供需相对平衡。在“十二五”期间异氰酸酯行业整体发展向好的情况下，混合型聚异氰酸酯固化剂行业同样具有广阔的前景。 混合型聚异氰酸酯固化剂行业产量集中度市场研究 目前应用最广、产量最大的是有：甲苯二异氰酸酯(TDI);二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。 甲苯二异氰酸酯(TDI)为无色有强烈刺鼻味的液体，沸点251°C，比重1。22，遇光变黑，对皮肤、眼睛有强烈刺激作用，并可引起湿疹与支气管哮喘，主要用于聚氨酯泡沫塑料、涂料、合成橡胶、绝缘漆、粘合剂等。根据其成分，甲苯二异氰酸酯属含氮基的有机化合物。

一文看懂塑料的韧性刚性抗冲击性

一文看懂塑料的韧性刚性 抗冲击性 Modified by JEEP on December 26th, 2020.

一文看懂塑料的韧性、刚性、抗冲击性 刚度”是指物体发生单位形变时所需要的力的大小；“柔度”则指物体在单位力下所发生的形变大小。“刚度”越大，越不容易发生变形；“柔度”越大，越容易发生变形。韧性好的材料比较柔软，拉伸断裂伸长率、抗冲击强度较大，而硬度、拉伸强度和拉伸弹性模量较小。 从以上叙述可以看出，刚度和韧性呈对立态，但对经过改性的塑料制品而言，两者会相互依存。例如用玻纤增强塑料后，它的刚性变大的同时，可能出现拉伸强度和冲击强度都增加。 如何提高塑料韧性 通过对塑料制品的测试发现，提高基体树脂的韧性有利于提高增韧塑料的增韧效果。增韧的途径很多，比如增大基体树脂的分子量，使分子量分布变得窄小，或者控制是否结晶以及结晶度、晶体尺寸和晶型等方法提来高韧性。 如何区分塑料常用的增韧剂 橡胶弹性体增韧 EPR（二元乙丙）、EPDM（三元乙丙）、顺丁橡胶（BR）、天然橡胶（NR）、异丁烯橡胶（IBR）、丁腈橡胶（NBR）等；适用于所有塑料树脂的增韧改性； 热塑性弹性体增韧 SBS、SEBS、POE、TPO、TPV等；多用于聚烯烃或非极性树脂增韧，用于聚酯类、聚酰胺类等含有极性官能团的聚合物增韧时需加入相容剂； 核-壳共聚物及反应型三元共聚物增韧

ACR（丙烯酸酯类）、MBS（丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物）、PTW（乙烯-丙烯酸丁酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物）、E-MA-GMA（乙烯-丙烯酸甲酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物）等；多用于工程塑料以及耐高温高分子合金增韧； 高韧性塑料共混增韧 PP/PA、PP/ABS、PA/ABS、HIPS/PPO、PPS/PA、PC/ABS、PC/PBT等；高分子合金技术是制备高韧性工程塑料的重要途径； 其它方式增韧 纳米粒子增韧（如纳米CaCO3）、沙林树脂（杜邦金属离聚物）增韧等。 从原理上讲，增韧的本质可以说是增容。如果把增韧剂看作一类聚合物，就可以把这种增容原理延伸到所有的高分子共混物中。工业上制备有用的聚合物共混物时，反应性增容是我们必须要运用的技术，增韧剂也因此有了不一样的意义，也正是如此，才有了“增韧相容剂”，“界面乳化剂”的形象称谓！ 如何提高抗冲击性能

氟树脂及其在行业中的应用

氟树脂及其在行业中的应用 董经博（浙江蓝天环保高科技股份有限公司，浙江杭州310023） 文章编号:1006-4184（2010）01-0004-05 摘要：主要介绍了氟树脂的性能及PVDF 、PFA 、ETFE 、PTFE 、e-PTFE 、FEP 、TFE 树脂在行 业中的应用。 关键词：氟树脂；PVDF ；PFA ；ETFE ；PTFE ；e-PTFE ；FEP ；TFE 收稿日期：2009-06-29 作者简介：董经博（1979-），男，本科毕业。从事氟树脂应用研究工作。 自1934年德国首先开发成功聚三氟氯乙烯（PCTFE ），1938年DuPont 公司开发成功聚四氟乙烯，并逐步工业化以来，氟树脂的种类一直在不断增加，应该领域不断扩大，迄今其身影已遍及航空、航天、石油、化工、机械、电子、建筑、农药、医药及生活材料等。 1氟树脂性能及种类 氟树脂由含氟原子的单体通过均聚或共聚反 应而得。F 原子的电负性为4.0，范德华半径为1.35， C-F 键能为487.2kJ/mol ，C-F 键的极化率为0.68c-x ， 再加之特殊的结构，使得氟树脂在耐热性、耐酸性、耐碱性、耐药品性、耐候性、疏水疏油性、耐玷污性、不粘性、生物体适应性、气体选择透过性、射线敏感性和低摩擦系数等方面有优良的表现。 使用中的氟树脂品种主要有：聚四氟乙烯（PTFE ）、聚三氟氯乙烯（PCTFE ）、聚偏氟乙烯（PVDF ）、聚氟乙烯（PVF ）、四氟乙烯－六氟丙稀共聚物（FEP ）、乙烯－三氟氯乙烯共聚物（ECTFE ）、乙烯－四氟乙烯共聚物（ETFE ）、四氟乙烯－全氟烷基乙烯基醚共聚物（PFA ）、四氟乙烯－六氟乙烯－偏氟乙烯共聚物（THV ）和四氟乙烯-六氟丙烯-三氟乙烯共聚物（TFB ）等。 2氟树脂在行业中的应用情况 2.1绿色能源 二次锂离子电池是20世纪80年代末出现的绿色高能电池，具有电压高、容量大、自放电小、循环寿命长、绿色环保等优点，是国防工业、数码相机、手机、笔记本电脑、太空技术等领域近年来能源研究和开发的重点之一。 锂离子电池包括液体型锂离子电池（LIB ）和聚合物型锂离子电池（LIP ）。在液体型锂离子电池中， PVDF 树脂主要用作阴阳两极电极活性物质的粘结 剂；在聚合物型锂离子电池中，PVDF 改性树脂与锂盐、溶剂一起，被制成聚合物电解质膜。 PVDF 树脂由于碳链中的间个碳原子的氢原子 被电负性为4.0的氟原子取代，氟原子相互排斥使得氟原子沿碳链呈螺旋状分布，所以碳链的四周被一系列性质稳定的氟原子包围，这种几乎无间隙的空间屏障使得任何原子或基团不可能进入其结构内部而破坏碳链，因而表现出极高的化学稳定性和热稳定性，这不仅使得PVDF 树脂具有足够的粘结强度，而且还使PVDF 树脂不易被氧化或还原。同时，由于C-F 键的极化率极低，仅为0.68c-x ，因此 PVDF 树脂还具有高度的绝缘性。所以将PVDF 树 脂应用于液体型锂离子电电池时，能够保证： （1）足够的粘结强度，以防止活性物质在集电 器上脱落或在电池装配过程中裂化及被覆盖层从集电器上脱落或在反复充放电循环中裂化； A 。