1、青呂利際住工月祈臉測苜眼心司雙酚A型環氧樹脂膠粘劑的合成及配制環氧樹脂膠粘劑又稱環氧膠粘劑，簡稱環氧膠。自20世紀50年代開始應用以來，發展迅速，已經眾所周知，幾乎無所不粘，一直受寵不衰，是性能較為全面、應用相對廣泛的一類膠粘劑，素有 萬能膠”和 大力膠之美稱。在合成膠粘劑中環氧膠粘劑具有粘結力大、粘結強度高、固化收縮小、電性能優良、尺寸穩定好、抗蠕變性能強、耐化學介質、毒害性很低，無環境污染等優點。對金屬、木材、塑料、玻璃、陶瓷、復合材料、 混凝土、橡膠、織物等多種材料都具有良好的粘結能力。除了粘結性能之外，還有密封、堵漏、絕緣、防松、 防腐粘涂、耐磨、導電、導磁、導熱、固定、加固修補、裝飾

2、等作用。因此在航空、機械、石油、輕工、水 力、化工、冶金、農機、鐵路、醫療器械、工藝美術、文物修復、文體用品、日常生活等諸多領域都得到了 極為廣泛和非常成功的應用1 。1實驗部分1.1實驗主要試劑苯酚（化學純），雙酚A，丙酮，甲苯，苯，98%硫酸，環氧氯丙烷，氫氧化鈉，乙二胺，鄰苯二甲酸二 丁酯，碳酸鈣，酚酞指示劑，試劑均為分析純。1.2實驗設備及儀器MH - 250調溫型電熱套（北京科偉永興儀器有限公司） ，XKJ - 1增力電動攪拌器（姜堰市新康醫療器械 有限公司），78- 1磁力加熱攪拌器（蘇州威爾實驗用品有限公司），SGWX 4顯微熔點儀（上海精密科學儀器有限公司），JM628便攜式數

3、字溫度計（天津今明儀器有限公司） ，S.C.202型電熱恒溫干燥箱（浙江省嘉興 縣新勝電熱儀器廠制造），MB - 104型傅里葉變換紅外光譜儀（天津港東科技發展股份有限公司）。1.3雙酚A的合成27將30g苯酚加入三口燒瓶中，用 8mL甲苯將其溶解，在不斷攪拌下，加入 12mL丙酮。當其全部溶解后， 溫度達到15C時，勻速攪拌下，開始逐滴加入濃硫酸18mL。保持反應混和物的溫度在 35C。溶液顏色由無色 透明轉為橘紅色，逐漸變粘，攪拌持續 2h。將上述液體以細流狀傾入 150mL冰水中并充分攪拌，則溶液中出現黃色的小顆粒狀物，靜置。待溶液充 分冷卻后經減壓過濾，將濾餅用水洗滌至呈中性，壓緊抽干

4、，再用濾紙進一步壓干，然后進行烘干。粗產品 先于5060C烘干4h,然后再在100110C烘干4h。粗產品用甲苯作進行重結晶，每g粗產品約需要810mL甲苯。產品先于5060C烘干4h,然后再于100110C烘干4h。測定產物的熔點及紅外光譜。1.4雙酚A型環氧樹脂的合成816將22g雙酚A , 28g環氧氯丙烷加入裝有攪拌器、滴液漏斗、回流冷凝管及溫度計的三口燒瓶中，攪拌并加熱至70C,使雙酚A全部溶解；稱取8g氫氧化鈉溶解在20mL水中，傾入60mL滴液漏斗中，慢慢滴加氫 氧化鈉溶液至三口燒瓶中，保持反應液溫度在70C左右；在7580C繼續反應1.52.0h，可觀察到反應混和物呈乳黃色；向

5、反應瓶中加入30mL蒸餾水和60mL苯，充分攪拌，倒入分液漏斗，靜止分層后，分去水層；油層用蒸餾水洗滌數次，直至分出的水相中呈中性無氯離子；先常壓蒸餾，除去苯； 然后減壓蒸餾，除去苯、水及未反應的環氧氯丙烷。得到淡黃色透明粘稠液。1.5環氧樹脂膠粘劑的配制與固化本實驗制得的是低相對分子質量的環氧樹脂。按以下配方配制膠粘劑：環氧樹脂（本實驗產品）10g,輕質碳酸鈣（填料）6g,鄰苯二甲酸二丁酯（增塑劑）0.86mL，乙二胺（固化劑）0.75g，先將樹脂與增塑劑混和均勻，然后加入填料混勻， 最后加入固化劑，混勻后就可進行涂膠了。取少量膠粘劑分別涂于兩片鋁片、玻璃與銅電極、玻璃與鋁電極上，膠層要薄而

6、均勻，放置在室溫下，測定其固化時間。2結果與討論2.1雙酚A的合成中心以化工行業技術需求和科技進步為導向，以資源整合、技術共享為基礎，分析測試、技術咨詢為載體，致力于搭建產研結合的橋梁。以“專心、專業、專注“為宗旨，致力于實現研究和應用的對接，從而推動化工行業的發展。科標化工分析檢測中心致力于推動化工產業發展，歡迎各行同仁前來洽談、合作。青呂利際住工月祈臉測苜眼心司Sci2.1.1反應溫度對收率的影響4（：由圖1可知，反應溫度應控制在 35C為宜，反應溫度過低，則反應速度過慢，會影響產率的提高。若溫 度過高，則會發生磺化反應等副反應，也會降低產量。035 戊應瞬/ i：圖1反應溫度對收率的影響

7、Fig. 1 Effect of temperature on the yield2. 1. 2硫酸的滴加速度對收率的影響由圖2可知，硫酸的滴加速度應當緩慢而且均勻，若滴加過快，由于局部反應過于激烈，會使產品的色 澤加深，會影響產率。但也不宜太慢，否則起不到催化作用。E 一（ % - 耳）蝕 100 _ mI 00034.7 1L8100 八x=0.475圖2硫酸的滴加速度對收率的影響1 ： 4之間，若反應中加入的由圖3可知，該反應用甲苯作為助催化劑，甲苯的用量與關鍵組分的量約在 甲苯量過多，則在后續的洗滌的過程中難以處理且影響收率，若加入的量過少，也會影響收率。中心以化工行業技術需求和科技進

8、步為導向，以資源整合、技術共享為基礎，分析測試、技術咨詢為載體，致力于搭建產研結合的橋梁。以“專心、專業、專注“為宗旨，致力于實現研究和應用的對接，從而推動化工行業的發展。科標化工分析檢測中心致力于推動化工產業發展，歡迎各行同仁前來洽談、合作。0青呂利際住工月祈臉測苜眼心司21圖3甲蘢的用對收率的影響Fig. 3 the amount of toluene on the yield圖3甲苯的用量對收率的影響2. 2雙酚A的定性與定量分析2. 2 . 1雙酚A熔點的測定采用提勒管測定儀測定雙酚A的熔點。縮合反應結束后，取樣分析，多次測定雙酚A的熔點結果范圍為154158 C。與雙酚A的標準數值(

9、153156C )基本一致，可以初步判斷樣品為雙酚A。2. 2 . 2雙酚A的紅外光譜分析采用MB 104型傅立葉變換紅外光譜分析儀，測定波數范圍在4004000cm 1,測定反應后樣品的紅外光譜如圖4，通過對比標準譜圖發現，實驗產品的紅外譜圖與標準譜圖基本一致。圖中主要吸收峰波數為:33003400cm 1為OH 鍵的伸縮振動峰，28003000cm 1為CH鍵的伸縮振動峰，14501600cm1為單核芳環骨架 C C的伸縮振動峰，10201275cm 1為CO鍵的伸縮振動峰，7501200cm 1為在 CC鍵的伸縮振動峰。從而基本證明合成的產物就是雙酚A。C X f 3B F =匸戶 b

10、6 T 逅 f f 遲一-W 寸臥 e, c n l- " 二旳二冇i r 譚環 £*7*1 <n«-r r*-jf"1r-1 Lil 嚴：嚴 I 1 H ，i «H嵐人IH'1圖4實驗合成的雙酚A的紅外光譜圖 Fig. 4 Experimental synthesis of bisphenol A in the infrared spectra2. 3雙酚A型環氧樹脂的合成利用合成的雙酚 A與環氧氯丙烷反應生成環氧樹脂，采用里一步法合成環氧樹脂， 即雙酚A與環氧氯丙 烷在氫氧化鈉存在的條件下，不斷的進行環氧基的開環和閉環反應。2

11、. 4雙酚A型環氧樹脂的環氧值2. 4. 1環氧樹脂的環氧值的計算0. 482g的環氧樹脂，準確吸取 15mL采用鹽酸丙酮法測定該側鏈的環氧樹脂的環氧值，在錐形瓶中稱取的鹽酸丙酮溶液，靜置 1h,然后加入兩滴酚酞指示劑，用0. 1mol/L的標準NaOH溶液進行滴定至粉紅色,消耗NaOH的體積V1為34. 7mL，空白試驗消耗 NaOH的體積V2為11. 8mL，則環氧值為：p f 叫 一Gwoff loo _fooo-34.7 1L 8100 =0 475冥 '0,482 I 000中心以化工行業技術需求和科技進步為導向，以資源整合、技術共享為基礎，分析測試、技術咨詢為載體，致力于搭

12、建產研結合的橋梁。以“專心、專業、專注“為宗旨，致力于實現研究和應用的對接，從而推動化工行業的發展。科標化工分析檢測中心致力于推動化工產業發展，歡迎各行同仁前來洽談、合作。0青呂利際住工月祈臉測苜眼心司中心以化工行業技術需求和科技進步為導向，以資源整合、技術共享為基礎，分析測試、技術咨詢為載體，致力于搭建產研結合的橋梁。以“專心、專業、專注“為宗旨，致力于實現研究和應用的對接，從而推動化工行業的發展。科標化工分析檢測中心致力于推動化工產業發展，歡迎各行同仁前來洽談、合作。0青呂利際住工月祈臉測苜眼心司固化劑胺的用量為：中心以化工行業技術需求和科技進步為導向，以資源整合、技術共享為基礎，分析測試

13、、技術咨詢為載體，致力于搭建產研結合的橋梁。以“專心、專業、專注“為宗旨，致力于實現研究和應用的對接，從而推動化工行業的發展。科標化工分析檢測中心致力于推動化工產業發展，歡迎各行同仁前來洽談、合作。0青呂利際住工月祈臉測苜眼心司G= x0.475=7. 1372.4.2 合成過程中彭響環氧值的因素2.4.2J 雙酚A與環氧氯丙烷的配比對環氧值fi勺影響1J.30.4£心0.1一一殲葡.氯離烷的JLk圖5原料配比對環氣值的影響Fig. 5 molar ratio of the epoxy value從圖5可知，雙酚A與環氧氯丙烷的配比與所得環氧樹脂的相對分子質量直接有關，環氧氯丙烷與雙

14、酚A的物質的量之比越接近于 1，聚合度越高，相對分子質量越大，產物的軟化點越高，環氧值越低；而環氧氯丙烷過量越多，越有利于形成末端環氧基，得到的環氧樹脂分子量越低，環氧值就越高。雙酚A與環氧氯丙烷的量在11 : 14時，所得產物的環氧值較高，且不會造成環氧氯丙烷的浪費。2. 4. 2. 2堿的用量和濃度的影響W0.1圖6堿的濃度對環氣值的影響Fig. 6 epoxy value of alkaliconcentration on the impact圖6堿的濃度對環氧值的影響由圖6可知，通過試驗堿用量及濃度對環氧值的影響，當堿的用量過低時，使得環氧基的不能閉環而使 環氧值較低，當堿的用量過高時

15、，會增加聚合反應，從而導致相對分子質量的升高，環氧值下降。增加氫氧化鈉濃度有利于環氧樹脂的生成和環氧值的提高，但堿的濃度過高，增加環氧氯丙烷的水解程度，影響了原料的物質的量比，使環氧樹脂的環氧值下降。堿的濃度在0. 1mol/L時，所得到的環氧樹脂的環氧值較高。中心以化工行業技術需求和科技進步為導向，以資源整合、技術共享為基礎，分析測試、技術咨詢為載體，致力于搭建產研結合的橋梁。以“專心、專業、專注“為宗旨，致力于實現研究和應用的對接，從而推動化工行業的發展。科標化工分析檢測中心致力于推動化工產業發展，歡迎各行同仁前來洽談、合作。0青呂利際住工月祈臉測苜眼心司中心以化工行業技術需求和科技進步為

16、導向，以資源整合、技術共享為基礎，分析測試、技術咨詢為載體，致力于搭建產研結合的橋梁。以“專心、專業、專注“為宗旨，致力于實現研究和應用的對接，從而推動化工行業的發展。科標化工分析檢測中心致力于推動化工產業發展，歡迎各行同仁前來洽談、合作。0青呂利際住工月祈臉測苜眼心司2. 4. 2. 3反應溫度對環氧值的影響中心以化工行業技術需求和科技進步為導向，以資源整合、技術共享為基礎，分析測試、技術咨詢為載體，致力于搭建產研結合的橋梁。以“專心、專業、專注“為宗旨，致力于實現研究和應用的對接，從而推動化工行業的發展。科標化工分析檢測中心致力于推動化工產業發展，歡迎各行同仁前來洽談、合作。0青呂利際住工

17、月祈臉測苜眼心司中心以化工行業技術需求和科技進步為導向，以資源整合、技術共享為基礎，分析測試、技術咨詢為載體，致力于搭建產研結合的橋梁。以“專心、專業、專注“為宗旨，致力于實現研究和應用的對接，從而推動化工行業的發展。科標化工分析檢測中心致力于推動化工產業發展，歡迎各行同仁前來洽談、合作。0青呂利際住工月祈臉測苜眼心司圖7反應溫度對環氧值的影響Fig.7 Effect of temperature on the value of epoxy圖7反應溫度對環氧值的影響由圖7可知，反應溫度應控制在75C左右。環氧基的開環反應為放熱反應，將反應溫度控制 75C左右,可使雙酚A的轉化率最高且副反應控制

18、在可接受的范圍。閉環反應溫度對環氧樹脂的理化性能影響很大，當 閉環溫度較高時，環氧基團容易發生水解反應，造成產物的環氧值降低。因此，反應溫度應控制在一個合理 的范圍內，才能使氧樹脂的環氧值較高。2.5雙酚A型環氧樹脂膠粘劑的固化2.5.1雙酚A型環氧樹脂膠粘劑對相同材料的粘合取少量膠粘劑分別涂于4片鋁片上，其中兩片互相粘合壓在鐵架臺下，另外兩片互相粘合常壓固化，測中心以化工行業技術需求和科技進步為導向，以資源整合、技術共享為基礎，分析測試、技術咨詢為載體，致力于搭建產研結合的橋梁。以“專心、專業、專注“為宗旨，致力于實現研究和應用的對接，從而推動化工行業的發展。科標化工分析檢測中心致力于推動化

19、工產業發展，歡迎各行同仁前來洽談、合作。0青呂利際住工月祈臉測苜眼心司得在無外力作用下測定室溫固化時間為2.5h。在有外力作用的情況下，固化時間為2.0h。說明雙酚A型環氧樹脂膠粘齊惟外力作用下的固化時間比無外力作用的固化時間短。2.5.2雙酚A型環氧樹脂膠粘劑對不同材料的粘合取少量膠粘劑分別涂于玻璃與銅電極、玻璃與鋁電極上，膠層要薄而均勻，放置在室溫下，測定其固化 時間。測得對玻璃與銅電極進行粘結的室溫固化時間為3.5h，玻璃與鋁電極粘結的固化時間為3.5h。說明雙酚A型環氧樹脂膠粘劑既適合于相同材料的粘合，又適合與不同材料的粘合。同時雙酚A型環氧樹脂膠粘劑對于相同材料的粘合時間比不同材料之間的粘合時間短。3結論(1) 苯酚與丙酮在硫酸的催化作用下可發生縮合反應，生成2, 2-二羥苯基丙烷，俗稱雙酚A。溫度應控制在35C左右，酸應緩慢滴加，約每min13滴，甲苯加入量與關鍵組分的物質的量之比在 1 : 4之間為宜。反應時間為2h，產物的熔點為154158C，通過對所得產物的紅外光譜與雙酚A的標準紅外光譜對照，可以基本確定所得產品就是雙酚A,產率為22.78%。(2) 通過一步法2, 2-二羥苯基丙烷與環氧氯丙烷在堿的作用下合成低相對分子質量的雙酚A型環氧 樹脂。