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上篇 固化剂1

第1章 概论1

1.1固化剂定义及分类1

1.1.1定义1

1.1.2固化剂的分类3

1.2固化剂化学3

1.2.1伯胺与环氧基的反应3

1.2.2叔胺与环氧基的反应4

1.2.3咪唑化合物与环氧基的反应5

1.2.4三氟化硼-胺络合物与环氧基反应5

1.2.5巯基（—SH）与环氧基的反应6

1.2.6酚羟基与环氧基的反应6

1.2.7酸酐和环氧基的反应7

1.3固化剂的选择基准及用量计算9

1.3.1固化剂的选择基准9

1.3.2固化剂用量计算10

1.4固化剂的变性方法14

1.4.1胺固化剂的变性方法14

1.4.2酸酐固化剂的变性方法17

1.4.3高熔点固化剂的悬浮化17

1.5固化剂的毒性及其安全使用技术18

1.5.1胺固化剂的毒性19

1.5.2酸酐固化剂的毒性21

参考文献22

第2章 脂肪族胺23

2.1脂肪族多元胺23

2.1.1二亚乙基三胺（DETA）26

2.1.2二亚乙基三胺的变性物27

2.1.3三亚乙基四胺和四亚乙基五胺及其变性物36

2.2聚亚甲基二胺37

2.2.1乙二胺39

2.2.2己二胺43

2.2.3二乙氨基丙胺47

2.3高碳数脂肪族二胺48

2.3.1以C5馏分制成的脂肪二胺48

2.3.2不饱和脂肪族二胺48

2.4脂肪族酰胺多胺49

2.5含芳香环脂肪胺51

2.5.1间二甲苯二胺51

2.5.2间二甲苯二胺的改性物52

2.5.3其他含芳环脂肪胺54

2.5.4间二甲苯二胺曼尼期碱54

2.5.5间二甲苯二胺曼尼期碱的氰乙基化55

参考文献55

第3章 芳香族胺、脂环胺及杂环胺58

3.1芳香胺58

3.1.1间苯二胺（MPD）58

3.1.2二氨基二苯基甲烷（DDM）60

3.1.3二氨基二苯砜（DDS）65

3.1.4芳胺的改性67

3.1.5特殊结构芳香胺71

3.1.6芳醚二胺和聚芳醚二胺71

3.2脂环族胺73

3.2.1？烷二胺（MDA）74

3.2.2N-氨乙基哌嗪（N-AEP）74

3.2.3异佛尔酮二胺（IPD）75

3.2.4 1，3-双（氨甲基）环己烷（1， 3-BAC）76

3.2.5 4， 4′-二氨基二环己基甲烷及其衍生物76

3.3含酰亚胺结构的固化剂78

3.3.1双羧基邻苯二甲酰亚胺（BCPIs）78

3.3.2（双）马来酰亚胺79

3.4杂环胺80

3.4.1具有海因环结构的二胺80

3.4.2氨基环三聚磷腈81

3.4.3二氮杂萘酮（DHPZ）81

参考文献82

第4章 有机酸酐84

4.1芳香族酸酐85

4.1.1邻苯二甲酸酐及其胺加成物85

4.1.2偏苯三甲酸酐及其加成物87

4.1.3均苯四甲酸二酐及其加成物90

4.1.4 3，3′，4，4′-苯酮四羧酸二酐及其加成物93

4.1.5二苯基砜-3，3′，4，4′-四羧酸二酐（DSDA）94

4.2脂环族酸酐95

4.2.1顺丁烯二酸酐及其加成物97

4.2.2桐油酸酐（TOA）98

4.2.3烯烃基丁二酸酐99

4.2.4四氢苯二甲酸酐（THPA）和甲基四氢苯二甲酸酐（MeTHPA）102

4.2.5六氢苯二甲酸酐（HHPA）108

4.2.6甲基六氢苯二甲酸酐（MeHHPA）109

4.2.7纳迪克酸酐（NA）111

4.2.8甲基纳迪克酸（MNA）113

4.2.9戊二酸酐115

4.2.10萜烯系酸酐116

4.2.11氢化甲基纳迪克酸酐（H-MNA）117

4.2.12甲基环己烯四羧酸二酐（MCTC）118

4.3脂肪族酸酐118

4.3.1直链脂肪族酸酐119

4.3.2带侧基的长链脂肪族二元酸聚酸酐122

4.4含卤素酸酐123

4.4.1 1，4，5，6-四溴苯二甲酸酐123

4.4.2六氯内次甲基四氢苯二甲酸酐（CA）123

4.4.3六氯环戊二烯与四氢苯二甲酸酐及其衍生物的加成物125

4.5低共熔点酸酐125

参考文献127

第5章 固化反应促进剂129

5.1叔胺及其盐131

5.1.1 2，4，6-三（二甲氨基甲基）苯酚（TAP）132

5.1.2 2，4，6-三（二甲氨基甲基）苯酚的三（2-乙基己酸）盐133

5.1.3 2，4，6-三（二甲氨基甲基）苯酚的三油酸盐135

5.1.4苄基二甲胺（BDMA）136

5.1.5其他叔胺136

5.2乙酰丙酮金属盐[M（AA）n]136

5.3三苯基膦及其鏻盐140

5.3.1三苯基膦（TPP）140

5.3.2季鏻化合物140

5.4芳基异氰酸酯的加成物142

5.4.1取代脲142

5.4.2芳基异氰酸酯与咪唑类化合物的加成物143

5.5有机羧酸盐及其络合物145

5.5.1活性三（2-乙基己酸）铬145

5.5.2有机酸盐-胺络合物146

5.6其他促进剂146

5.6.1 1，8-二氮杂-双环（5，4，0）-7-十一碳烯（DBU）146

5.6.2 2-硫醇基苯并噻唑（促进剂M）147

5.6.3过氧化物147

5.6.4硫脲及其衍生物148

5.6.5环烷基咪唑啉149

5.6.6 2-苯基咪唑啉149

5.6.7含环氧基的芳香叔胺150

5.6.8钛酸酯促进剂151

5.6.9二茂铁基促进剂152

5.6.10卤化铬-酸酐络合物152

5.7透明固化物用促进剂153

5.7.1卤化季铵盐153

5.7.2 DBU有机盐153

参考文献154

第6章 咪唑类固化剂156

6.1咪唑类化合物160

6.1.1咪唑160

6.1.2 2-甲基咪唑160

6.1.3 1-苄基-2-乙基咪唑161

6.1.4 1-氨基乙基-2-甲基咪唑（AMZ）161

6.1.5 2-乙基-4-甲基咪唑162

6.1.6 1-氰乙基取代咪唑165

6.1.7各咪唑化合物的固化性能167

6.2咪唑加成物167

6.2.1咪唑与环氧树脂（或环氧化合物）的加成物167

6.2.2咪唑与异氰酸酯的加成物171

6.2.3咪唑化合物与有机酸的反应生成物172

6.2.4咪唑化合物与脲的反应产物173

6.2.5咪唑金属盐络合物175

6.2.6其他咪唑反应加成物178

参考文献178

第7章 线型合成树脂低聚物180

7.1低相对分子质量聚酰胺树脂180

7.1.1低相对分子质量聚酰胺的物理特性181

7.1.2低相对分子质量聚酰胺的化学特性183

7.1.3低相对分子质量聚酰胺的固化性能184

7.1.4聚酰胺树脂的毒性188

7.1.5不饱和长链二元酸制备的聚酚胺188

7.1.6聚酰胺的改性190

7.2线型酚醛树脂及聚酚树脂191

7.2.1高相对分子质量线型酚醛树脂194

7.2.2苯酚芳烷基树脂196

7.2.3硼酚醛树脂197

7.2.4双酚A线型酚醛树脂199

7.2.5双酚A基酚醛树脂199

7.2.6苯酚（或取代酚）与其他醛制备的酚醛树脂200

7.2.7聚对乙烯基酚及其他聚酚树脂201

7.3芳胺甲醛树脂205

7.3.1苯胺甲醛树脂205

7.3.2 N-烷基苯胺甲醛树脂206

7.3.3间苯二胺甲醛树脂206

7.4聚酯树脂206

7.5其他合成树脂207

7.5.1多功能的SP树脂207

7.5.2聚酰胺酸207

7.5.3苯乙烯-马来酸酐共聚树脂（ SMA）208

7.5.4核-壳粒子208

参考文献209

第8章 潜伏性固化剂211

8.1分散型固化剂211

8.1.1双氰胺（Dicy）及其衍生物212

8.1.2有机酸酰肼216

8.1.3三氟化硼-胺络合物221

8.1.4二氨基马来腈（DAMN）及其衍生物227

8.1.5多胺盐和芳香胺与无机盐的络合物228

8.1.6胺化酰亚胺（AI）和超配位硅酸盐（ECSS）229

8.1.7分子筛封闭型固化剂230

8.1.8微胶囊化固化剂231

8.2光、紫外线分解型固化剂231

8.2.1光固化剂的种类及特性232

8.2.2影响环氧树脂光聚合的因素234

8.2.3光阳离子聚合应用举例235

8.2.4可见光固化剂235

8.3潮湿条件下的固化剂236

8.3.1酮亚胺236

8.3.2席夫碱239

8.4其他潜伏性固化剂240

8.4.1环氧加成物的复合物240

8.4.2双（邻苯二甲酰）乙二胺及其衍生物241

参考文献242

第9章 特种固化剂243

9.1柔性固化剂243

9.1.1螺环二胺（ATU）及其加成物243

9.1.2端氨基聚醚245

9.1.3含氨基甲酸酯的二元胺246

9.1.4芳醚酯二芳胺248

9.1.5热致性液晶固化剂249

9.1.6其他柔性固化剂250

9.2低温固化剂250

9.2.1聚硫醇250

9.2.2多胺和硫脲的加成物252

9.2.3多元异氰酸酯252

9.3水基环氧涂料用固化剂253

9.4活性酯固化剂256

9.5耐湿热固化剂259

9.5.1 2，3，5-三甲酚醛树脂（TMP novolac）259

9.5.2 2-磺基对苯二甲酸酰亚胺和酸酐260

参考文献260

第10章 固化剂对固化物性能的影响262

10.1固化剂对耐水性的影响262

10.2固化剂对耐化学品（腐蚀介质）性能的影响265

10.2.1胺类固化剂的耐药品性266

10.2.2酸酐固化剂的耐药品性271

10.2.3线型合成树脂低聚物的耐药品性273

10.3固化剂对耐热性的影响275

10.3.1胺类固化剂对耐热性的影响277

10.3.2酸酐固化剂对耐热性的影响280

10.4固化剂对耐γ射线辐照的影响284

参考文献287

下篇 添加剂289

第11章 稀释剂289

11.1稀释剂的分类及产品特性289

11.1.1稀释剂分类289

11.1.2稀释剂产品特性290

11.2稀释剂的稀释作用292

11.2.1稀释剂的稀释效果292

11.2.2稀释剂对凝胶、固化过程的影响293

11.3稀释剂对固化物各种性能的影响294

11.3.1稀释剂对粘接性能的影响294

11.3.2稀释剂对其他性能的影响295

11.4活性（反应性）稀释剂的毒性296

11.5活性稀释剂新技术298

11.5.1环状碳酸酯的特性及稀释效果298

11.5.2碳酸酯对固化物性能的影响299

参考文献300

第12章 增韧剂301

12.1环氧系增韧剂302

12.1.1单环氧化合物302

12.1.2双环氧化合物303

12.2聚硫化合物305

12.3增韧性的聚醇307

12.4聚合物弹性体308

12.4.1端羧基丁腈橡胶（CTBN）309

12.4.2丙烯酸橡胶311

12.4.3有机硅橡胶312

12.5聚氨酯弹性体313

12.5.1氨基甲酸酯预聚物314

12.5.2末端具有官能基的氨基甲酸酯预聚物315

12.5.3接枝的IPN聚合体316

12.5.4封闭化氨基甲酸酯预聚物316

12.6热塑性树脂317

12.7热致性液晶聚合物（TLCP）318

12.7.1热致性液晶化合物318

12.7.2热致性液晶环氧（PHBHQ）319

12.8倍半硅氧烷和纳米SiO2320

12.9超支化聚合物321

12.9.1羟端基脂肪族超支化聚酯（HBP）321

12.9.2超支化环氧树脂322

参考文献323

第13章 填充剂324

13.1填充剂的使用目的和选择324

13.2填料的种类和特性325

13.3填料对树脂固化物性能的影响326

13.3.1填料对力学性能的影响326

13.3.2填料对热冲击、收缩、膨胀系数的影响328

13.3.3填料对热传导性的影响329

13.3.4填料对耐燃性的影响330

13.3.5填料对电气性能的影响331

13.3.6填料对耐药品性的影响333

13.3.7填料对作业性的影响333

13.4填料的表面处理334

13.4.1纳米碳酸钙的表面处理334

13.4.2玻璃微珠的表面处理335

13.4.3纳米二氧化硅的表面处理336

13.4.4二氧化硅表面处理337

13.4.5炭黑的表面处理337

参考文献337

第14章阻燃添加剂338

14.1环氧树脂的可燃性338

14.2阻燃添加剂339

14.2.1阻燃剂和阻燃助剂339

14.2.2耐燃环氧树脂343

14.2.3阻燃固化剂349

14.2.4阻燃性填充剂357

14.2.5复合使用阻燃添加剂举例360

14.3新阻燃技术360

14.3.1一种新型阻燃剂360

14.3.2纳米技术的应用361

14.3.3新型的阻燃环氧组成物362

参考文献362

第15章 其他添加剂364

15.1偶联剂364

15.1.1偶联剂的使用目的和方法364

15.1.2硅烷偶联剂的结构和产品特性364

15.1.3硅烷偶联剂对复合材料体系性能的影响366

15.1.4钛酸酯系偶联剂368

15.2增强基材（纤维）371

15.2.1增强基材的特性371

15.2.2增强基材各述372

15.3发泡剂378

15.3.1发泡剂种类及产品特性378

15.3.2环氧发泡体的组成379

15.3.3环氧泡沫塑料的应用379

15.4流变剂380

15.4.1定义及作用380

15.4.2流变剂分类380

15.4.3流变剂特性各述381

参考文献382

附录一 典型的环氧树脂固化剂383

附录二 环氧树脂固化剂缩写名称对照385

附录三 欧美各公司生产的环氧树脂规格386