環(huán)氧基與胺類的反應 胺類固化環(huán)氧樹脂的交聯(lián)化學反應非常復雜,所發(fā)生的許多 競爭反應 。
1、環(huán)氧基與胺類的反應
胺類固化環(huán)氧樹脂的交聯(lián)化學反應非常復雜,所發(fā)生的許多競爭反應已被證實。 脂肪族伯胺與環(huán)氧基的反應室溫下就能進行,無需促進劑,但羧酸、醇類、酚類 、 磺酸和水等物質,對反應有加速作用,而醚類、酮類、酯類、腈類等物質,則有抑制作用。
促進效果依次為酸>酚>水>醇>芳烴(甲苯等)>-氧六環(huán)>二異丙醚。尚需指出,鄰苯二甲酸、順丁烯二酸等沒有促進效果。
芳香胺要比脂肪胺活性小,與環(huán)氧基的反應速度較慢,室溫下僅有30%左右參加反應。其原因是 N 原子上的電子被苯環(huán)所分散而使堿性減弱,加之苯環(huán)的位阻效應。但是芳香胺與脂環(huán)環(huán)氧基的反應速度卻比脂肪胺快,這可能與芳香胺的酸性比較大些有關。
2、環(huán)氧基與醇類的反應
環(huán)氧基與醇類羥基(—OH)的反應,在無催化劑存在時,溫度低于200℃通常是不會進行的。在叔胺等堿性化合物存在下,醇羥基可使環(huán)氧基開環(huán),反應在100℃左右就能快速進行。
繼續(xù)反應直至形成高度交聯(lián)的聚醚結構。
環(huán)氧基與醇類的反應活性順序為:伯醇>仲醇>叔醇。以叔胺為催化劑,主要是發(fā)生環(huán)氧化合物本身的陰離子聚合反應,加入的醇類并不都參加反應。
3、環(huán)氧基與酚類的反應
環(huán)氧基與酚類化合物的反應與醇類相似,由于酚的酸性較大,故反應速度較快。在無催化劑存在時,環(huán)氧基與酚類在近200℃才開始反應,包括環(huán)氧基與酚羥基的反應及開環(huán)后生成的羥基進一步與環(huán)氧基的反應,例如環(huán)氧基與苯酚的反應:
但在 KOH 等堿性催化劑存在下,在100 ℃ 時反應就能進行,幾乎都是環(huán)氧基與苯酚的1種反應。
如此下去,可使環(huán)氧樹脂聚合交聯(lián)。
上述反應與醇類的情況不同,酚類基本上參加了與環(huán)氧基的反應。
4、環(huán)氧基與硫醇的反應
硫醇(RSH)的反應活性很低,室溫下反應極其緩慢,幾乎不能進行。若有叔胺類
或其他胺類化合物存在,可以形成硫醇離子,會加速環(huán)氧基與硫醇基的反應,生成仲羥基和硫醚鍵,比環(huán)氧基與胺類反應快得多,且可在低溫下進行,即使在0℃也能反應。其中叔胺類和其他胺類的堿性和空間位阻對反應速度影響很大。具體反應如下:
在環(huán)氧樹脂與聚硫醇反應時,叔胺類促進劑的堿性增大,會加速反應進行。
5、環(huán)氧基與酰胺的反應
酰胺(RCONH2)上的氨基與脂肪胺相比活性要小得多,在室溫下環(huán)氧基與酰胺的反應很難發(fā)生。需要有 KOH、NaOH 或苯二甲酸鈉等強堿促進劑存在,環(huán)氧基與乙酰胺或苯甲酰胺在150℃時可發(fā)生開環(huán)加成反應。
一般用的聚酰胺在叔胺類堿性促進劑作用下,借助聚酰胺中的伯胺和仲胺與環(huán)氧化合物發(fā)生固化反應。
6、環(huán)氧基與羧基的反應
環(huán)氧基與羧基的反應比胺類慢,通常在室溫下不能進行,需要在100℃以上長時間加熱才能反應。
這個反應可被叔胺、季銨鹽等堿性化合物促進。開始只是羧基對環(huán)氧基開環(huán)的酯化反應,當羧基被全部反應之后,堿性促進劑才能使羥基與環(huán)氧基發(fā)生醚化反應。在堿性促進劑存在下,環(huán)氧基與羧基的反應可在較低溫度(100~130℃)下進行。
在酸性促進劑存在時,有利于醚化反應,當環(huán)氧基/羧基=1:1時,反應得到羥基酯,只有當環(huán)氧基過量才會加速環(huán)氧基與羥基之間反應,有利于生成聚醚的反應。
7、環(huán)氧基與脲類的反應
環(huán)氧基與脲類 R1NHCONR2R3能在高溫下反應:
8、環(huán)氧基與氨基甲酸酯的反應
環(huán)氧基與氨基甲酸酯在叔胺(如三乙胺)或季銨鹽促進劑存在下,可以發(fā)生反應,生成噁唑烷酮。
如果沒有促進劑,在200℃以下上述反應不會發(fā)生,在高溫下也只有環(huán)氧基的開環(huán)聚合。
9、環(huán)氧基與異氰酸酯基的反應
異氰酸酯(—NCO)易與含活性氫化合物反應,季銨鹽等是其高效促進劑,反應最后產(chǎn)物為噁唑烷酮。反應過程表示如下:
10、環(huán)氧基與聚氯丁二烯的反應
環(huán)氧基能與聚氯丁二烯(氯丁橡膠)中1,2結合的烯丙基氯反應而交聯(lián)。硫化氯丁橡膠,可提高耐熱性和耐疲勞性,并可提高氯丁橡膠與金屬的粘接強度。
11、環(huán)氧基與氯磺酰基的反應
環(huán)氧基與氯磺酰基反應可使環(huán)氧樹脂硫化氯磺化聚乙烯橡膠,所用的促進劑有 M、TMTD、TRA、DOTG(二鄰甲苯胍)等。
12、環(huán)氧基與無機酸的反應
環(huán)氧基能與 HCl 中氯原子反應,可使環(huán)氧樹脂用作 PVC 塑溶膠(PVC 糊樹脂)的穩(wěn)定劑。
環(huán)氧基與磷酸反應,可提高環(huán)氧膠的阻燃性和耐熱性。
13、環(huán)氧中仲羥基與其他官能團的反應
相對分子質量較高的雙酚型等環(huán)氧樹脂中還含有仲羥基,能與很多官能團反應,起到交聯(lián)、固化、改性等作用。例如與酸酐反應可生成半酯,可使酸酐固化環(huán)氧樹脂;與羥甲基反應可使酚醛樹脂固化環(huán)氧樹脂或用于酚醛樹脂改性;與羧基進行酯化反應,用于羧基橡膠對環(huán)氧樹脂增韌;與異氰酸酯反應,可于環(huán)氧樹脂中引入氨酯鍵。改善環(huán)氧樹脂韌性,也能使環(huán)氧樹脂用于對聚氨酯改性;與硅醇或硅氧烷反應引入硅元素,提高環(huán)氧膠黏劑的耐熱性;與鈦、鋯、鋁烷氧基化合物反應,使環(huán)氧樹脂交聯(lián)可制得性能良好的環(huán)氧膠黏劑。
14、環(huán)氧基的均聚反應
環(huán)氧樹脂在叔胺等路易斯堿或三氟化硼等路易斯酸的催化作用下,環(huán)氧基會按離子型聚合反應機制開環(huán)均聚。若有叔胺存在,環(huán)氧基則按陰離子聚合歷程開環(huán)反應,使分子鏈不斷增長或交聯(lián)。水和醇等給質子基團化合物能促進環(huán)氧基的開環(huán)反應。
三氟化硼胺絡合物能引發(fā)環(huán)氧基按陽離子聚合反應歷程開環(huán)均聚,聚合歷程較為復雜,羥基影響很大。在一定溫度下,三氟化硼-胺絡各合物離解放出 H ,H 攻擊環(huán)氧基開環(huán)形成離子結構,它連續(xù)不斷地使環(huán)氧活化、開環(huán)聚合。
無機堿也對環(huán)氧基的聚合有催化作用,因此,環(huán)氧樹脂中殘留的微量堿會顯著影響樹脂的儲存期和固化速度,不可忽視。
(a)是正常加成的環(huán)氧氯丙烷(ECH)因脫 HCl 的閉環(huán)反應不完全形成的,易水解,故稱為可水解氯或易皂化氯。
(b)和(c)由 ECH 異常加成的副反應所形成,不易水解,稱為結合氯或非活性氯。以上3種含有機氯的異質端基,盡管含量很少,卻對環(huán)氧樹脂的性能有很大影。向,不僅降低固化物的電性能,增大對金屬的腐蝕性,而且也能防止液態(tài)環(huán)氧樹脂結晶以及縮短凝膠時間和促進固化反應等。因此控制總氯含量(水解氯和結合氯之和)是很重要的。
(d)是α-二乙醇端基,在雙酚 A 環(huán)氧樹脂中一般含有70mmol/kg 左右的α-二。
文章來源:水性大平臺
原創(chuàng)文章,作者:賴頌強講孩子沉迷網(wǎng)絡游戲怎么辦,如若轉載,請注明出處:http://www.69xo69.com/156938.html