1 ·前言
       環(huán)氧樹(shù)脂是分子中具有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基預(yù)聚體的總稱(chēng)，主鏈上帶醚基和仲醇基，兩封端為環(huán)氧基，能與多種含活潑氫的化合物發(fā)生開(kāi)環(huán)反應(yīng)，固化交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，為一種用途廣泛的高分子材料，是一種重要的熱固性樹(shù)脂品種。環(huán)氧樹(shù)脂只有加入固化劑后，才可以得到實(shí)用，而且固化劑的加入必不可少。環(huán)氧樹(shù)脂固化劑是與環(huán)氧樹(shù)脂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成網(wǎng)狀立體聚合物，把復(fù)合材料骨材包絡(luò)在網(wǎng)狀體之中使線(xiàn)型樹(shù)脂變成堅(jiān)韌的體型固體的添加劑。
      環(huán)氧樹(shù)脂一般可用作粘合劑、澆鑄料、玻璃鋼和涂料等。其優(yōu)良性能如粘合性、電絕緣性、耐化學(xué)藥品性、高強(qiáng)度、高耐熱能力及各類(lèi)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，使之在機(jī)械、宇航、電氣、化工等領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。為進(jìn)一步提高環(huán)氧樹(shù)脂固化物的性能，可以從樹(shù)脂結(jié)構(gòu)人手來(lái)改性樹(shù)脂基體或合成新型樹(shù)脂；同時(shí)也可以從添加劑出發(fā)，達(dá)到實(shí)現(xiàn)其高性能化的目的。研究并利用新型的固化技術(shù)也正在成為一個(gè)主要的途徑。
       2 ·適于室溫快固化的固化劑
       脂肪族多元胺含有較高度活潑的氫，是強(qiáng)親核試劑，在室溫下就能打開(kāi)環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧基，短時(shí)間內(nèi)即可凝膠使之固化。由于它們?cè)缭诃h(huán)氧樹(shù)脂發(fā)現(xiàn)之前，許多脂肪族多胺已大量生產(chǎn)，因此是環(huán)氧樹(shù)脂最早的固化劑。它有如下特點(diǎn)：活性高，反應(yīng)劇烈放熱，適用期短；室溫固化7 d左右，再經(jīng)20℃ ～100℃后固化，性能更好；固化物的熱變形溫度較低，一般為80℃ ～90℃ 。脂肪族多胺在環(huán)氧樹(shù)脂固化劑中的使用非常廣泛，但是單獨(dú)使用有著很多缺點(diǎn)，比如毒性和揮發(fā)性較大，粘度大等。而對(duì)于這類(lèi)固化劑的改性方法一般有與環(huán)氧樹(shù)脂或單環(huán)氧化合物加成，邁克爾反應(yīng)，酰胺化反應(yīng)，與酮類(lèi)縮合反應(yīng)和曼尼期反應(yīng)等。常用的脂肪族多元胺固化劑有乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、多乙烯多胺等。
       近期對(duì)于脂肪族固化劑的改性大多針對(duì)多乙烯多胺進(jìn)行。張小博等利用多元胺與烯雙鍵的加成改性，將多乙烯多胺與甲基丙烯酸酯反應(yīng)，合成新型環(huán)氧樹(shù)脂室溫柔性固化劑，結(jié)果表明：制備的室溫固化劑明顯提高了環(huán)氧樹(shù)脂的性能，具有一定的推廣價(jià)值。Joerg volle等，發(fā)明了以多乙烯多胺和苯基縮水石油醚／甲酚縮水甘油醚／縮水石油醚等進(jìn)行反應(yīng)而得的環(huán)氧樹(shù)脂固化劑。制備該固化劑有著較低的粘度，室溫下即可固化，固化溫度范圍l0℃ ～30℃。
       3 ·韌性固化劑
       一般環(huán)氧樹(shù)脂固化后脆性較大，交聯(lián)度高的網(wǎng)狀剛性結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹(shù)脂在低溫下其脆性更為突出。非活性增韌劑隨著時(shí)間延長(zhǎng)及光、熱作用，將慢慢揮發(fā)而使樹(shù)脂老化變脆；活性增韌劑一般分子較大，與樹(shù)脂基體反應(yīng)會(huì)改變其部分性能，因此合成韌性固化劑具有一定的意義。李清秀等人采用酸酐與一系列不同相對(duì)分子質(zhì)量的柔性鏈齊聚物反應(yīng)，成功合成了韌性固化劑。測(cè)試表明：該固化劑與環(huán)氧樹(shù)脂有較好的相容性，固化反應(yīng)后能以化學(xué)鍵連接在環(huán)氧樹(shù)脂網(wǎng)絡(luò)之中；在相同的固化劑用量比率下，當(dāng)固化劑中柔性分子相對(duì)質(zhì)量達(dá)一定值時(shí)，環(huán)氧樹(shù)脂的機(jī)械性能將產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，耐沖擊強(qiáng)度彤、拉伸強(qiáng)度Rt與彎曲強(qiáng)度Rf同時(shí)呈現(xiàn)峰值。固化物的沖擊強(qiáng)度與拉伸強(qiáng)度和固化劑含量的關(guān)系如圖1，圖2所示。
               
       由圖1可見(jiàn)，經(jīng)固化劑改性的環(huán)氧樹(shù)脂的沖擊強(qiáng)度比未改性時(shí)提高許多，當(dāng)固化劑含量小于40％時(shí)，沖擊強(qiáng)度隨固化劑含量的增加而增加；當(dāng)固化劑含量大于40％ 時(shí)，沖擊強(qiáng)度基本不變。說(shuō)明該固化劑的含量只須達(dá)到一定值，就能有效地改善環(huán)氧樹(shù)脂的脆性。由圖2可見(jiàn)，拉伸強(qiáng)度隨固化劑含量的增加而逐漸下降，在固化劑含量達(dá)50％以后，拉伸強(qiáng)度顯著下降。這是由于隨著柔性鏈的增多，環(huán)氧樹(shù)脂的交聯(lián)密度在一定程度上有所降低。
       4 ·盡量減小固化劑的毒性
       由于胺類(lèi)固化劑存在揮發(fā)性大，毒性大，固化偏快，配比太嚴(yán)，易吸收二氧化碳降低固化效果等缺點(diǎn)。因此，對(duì)于胺類(lèi)固化劑以化學(xué)或物理方法進(jìn)行改性可以降低其揮發(fā)性、毒性。一般的改性方法有環(huán)氧化合物加成多胺，即單或雙環(huán)氧化合物與過(guò)量多胺反應(yīng)制得；曼尼希加成多胺，將胺與醛、酚進(jìn)行反應(yīng)，縮合物稱(chēng)作曼尼期堿；多胺與硫脲加成反應(yīng)，使之可以在低溫環(huán)境下使用。上海經(jīng)天新材料科技有限公司推出快固型腰果酚改性胺環(huán)氧固化劑新產(chǎn)品JT一6025，屬酚醛胺類(lèi)固化劑，兼具一般的酚醛胺和低分子聚酰胺的性能。可以在室溫下快速(15 min)固化環(huán)氧樹(shù)脂，也能在低溫、潮濕條件下固化。固化物具有良好的力學(xué)性能和突出的耐化學(xué)品、耐腐蝕性能，可用于配制快固型環(huán)氧膠粘劑和快干型環(huán)氧耐腐蝕涂料。林青松等對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂固化劑進(jìn)行了化學(xué)改性，生成曼尼希(Mannich)型改性DETA環(huán)氧樹(shù)脂固化劑，結(jié)果表明改性后的DETA環(huán)氧樹(shù)月旨固化劑比原料DETA有更優(yōu)異的物理性質(zhì)：不易揮發(fā)，毒性降低。
       5·結(jié)語(yǔ)
       環(huán)氧樹(shù)脂固化劑隨著環(huán)氧樹(shù)脂的發(fā)展也發(fā)生著變化。對(duì)于這些缺點(diǎn)進(jìn)行的改性研究趨勢(shì)越發(fā)明顯。因此，發(fā)展健康環(huán)保，性能優(yōu)良固化的環(huán)氧固化劑有著廣闊的前景。