环氧树脂具有优良的物理机械性能、电绝缘性能、耐药品性能和粘接性能，可作为涂料、浇铸体、模压料、胶粘剂、层压材料以直接或间接使用的形式渗透到从日常生活用品到高技术领域的国民经济的各个方面当中〔1〕。环氧树脂都是固化后使用，用不同类型的固化剂固化环氧树脂会对环氧树脂的最终性能起到关键作用。一位日本专家认为，开发新型固化剂比开发新型环氧树脂更加重要，因为文献上发表的一些树脂虽然具有学术上的价值，但并没有实践意义。而开发一种新型固化剂则可以解决环氧树脂应用的一个课题〔2〕。
在酚醛树脂中含有大量的酚轻基，在加热条件下可以固化环氧树脂，形成高度交联的结构。这个体系即保持了环氧树脂良好的粘接性，又保持了酚醛树脂的耐热性，使酚醛树月歇环氧树脂可以在180℃下长期使用。因此，这个体系可用于成型材料和粉末涂料。
本文对两种类型的酚醛树脂固化双酚A环氧树脂反应进行研究，为进一步开发环氧一酚醛树脂预浸料打下基础。
1实验部分
1．1材料
环氧树脂：双酚A型环氧树脂，CYD-128E，岳阳石化生产。
酚醛树脂：线性酚醛树脂，（代号为A），自制；对叔丁基酚醛树脂，（代号为B），自制。
1.
2试样的制备
通过丙酮溶解酚醛树脂，然后按照不同比例与环氧树脂混合。
1.
3性能测试
凝胶时间测定按照GB5259-85进行。2结果与讨论酚醛和胺缩合反应的产物称为曼尼期碱，固化剂含量可以按照公式1计算：
q＝（1. 3一1.
4）K
（1）
其中，q为固化剂的最佳值的质量分数.％；K为环氧树脂中环氧基的质量分数.％。
假设两种酚醛树脂固化剂都符合上述公式。双酚A环氧树脂的K值,K值的取用值和q值见表1。
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从图1中可以看出，不同含量的固化剂A与环氧树脂（CYD-128E）在150℃下的反应，随着固化剂的增加，凝胶时间呈现出下降的趋时，而当固化剂含量达到33
%的时候，出现了最短的凝胶时间，也就是达到了固化剂最佳用量，之后随着固化剂含量的增加，凝胶时间也随之增加。固化剂的最佳用量值与用公式1计算的结果是相符的。
从图2中则可以明显看出，随固化剂含量的增加，凝胶时间呈现快速下降，当固化剂含量达到50%以后，下降趋势出现平缓。
之所以会产生不同情况，主要是由于反应机理不同造成。固化剂A与固化剂B的不同在于固化剂A有3个酚经基，固化剂B有2个酚经基和2个经甲基。具体的分子式如图3、4所示。
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固化剂A与环氧树脂的反应主要是环氧基与酚经基的交联。随着固化剂含量的增加，凝胶时间呈现快速下降，而当固化剂含量超过环氧树脂中所含有的环氧基的时候，多余的固化剂无法进行反应也就出现了凝胶时间增加，所以基本符合曼尼期碱的理论计算值。
固化剂A与环氧树脂的反应如图5所示。
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图5固化剂A与环氧树脂的反应示意图
固化剂B与环氧树脂的反应除了酚经基和环氧基反应外，还有经甲基和环氧树脂的仲经基反应。而且如果温度达到一定程度时，经甲基间会进一步缩合发生交联固化。固化剂含量较低的时候，反应主要集中在酚经基与环氧基的反应上，随着固化剂含量的增加，凝胶时间快速下降。而当固化剂含量增加到一定程度的时候，经甲基间的缩合反应就成为主要的反应，所以随着固化剂的增加，凝胶时间出现了下降平缓的情况。如果对图2取双切线，会发现切线的交点为固化剂含量为31%左右，与曼尼期碱的理论计算值基本符合，见图7。
固化剂B与环氧树脂的反应如图6所示：
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3结语
以酚醛树脂固化剂A和固化剂B固化环氧树脂，在固化剂最佳用量值的计算上符合曼尼期碱的理论计算值。由于反应机理的不同，当固化剂含量超出最佳值范围的时候，凝胶时间呈现出不同的走
势趋向。该项工作为以后进行环氧酚醛树脂预浸料的进一步研究打下了基础。
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(2010-09-30 16:33:31) 
