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首页 > 环氧涂层专题 > 环氧树脂组成物的配方设计
总体概况
由于固化后的环氧树脂交联密度高，内应力大，因而存在质脆、耐疲劳性、耐热性、抗冲击韧性差等缺点，难以满足工程技术的要求，使其应用受到一定的限制，特别是在结构材料领域，为此，国内外学者对环氧树脂进行了大量改性研究。其中，最主要的是改善环氧树脂的脆性。
为了提高环氧树脂的韧性，最初是加入邻苯二甲酸酯和磷酸酯等增塑剂或聚丙二醇二缩水甘油醚、脂肪酸多缩水甘油醚等小分子增柔剂，但环氧树脂的耐热性、硬度、模量和电性能等同时大幅度降低。因此，环氧树脂增韧改性必须是在热性能、硬度、模量及电性能下降不太大的情况下提高环氧树脂的韧性。
整体而言，环氧树脂可通过化学方法改性和物理方法进行改性。化学方法改性主要是合成新型结构的环氧树脂及新型结构的固化剂；物理方法改性主要是通过与改性剂形成共混结构来达到提高性能的目的。两种方法比较起来，第一种方法从工艺、成本及难易程度来讲都比第二种方法处于劣势。因此，目前对环氧树脂的改性主要是通过共混结构实现的。具体而言，环氧树脂的增韧途径主要有三种：（1）在环氧基体中加入橡胶弹性体、热塑性树脂、液晶聚合物、刚性无机填料、纳米粒子（SiO2、蒙脱土）等分散相来增韧；（2）用含"柔性链"的固化剂固化环氧，在交联网络中引入柔性链段，提高网链分子的柔顺性，达到增韧的目的；（3）用热固性树脂连续贯穿于环氧树脂网络中形成互穿、半互穿网络结构来增韧从而使环氧树脂韧性得到改善。
树枝形分子（亦称超支化聚合物）是近十多年才出现的一种新型高分子材料，它是一种以小分子为生长点，通过逐步控制重复反应得到的一系列分子质量不断增长的结构类似的化合物。通常将每一步反应所得的化合物用代数来表示，如0.5代、1.0代、1.5代、2.0代等。其化学结构随着代数的增长，可以向四周辐射增长，最终形成具有内部空腔和大量分枝的球形结构（这可由分子模型、电镜观察以及其它表征手段获知）。树枝形分子在达到一定分子代后就会具有大量的表面官能团，这既为内部空间提供保护，也可以对外部反应物和溶剂进行分子识别。大量的外表面端基为分子结构改性提供了可能。
超支化聚合物应用于增韧改性环氧树脂还具有下列优点： ① 超支化聚合物的球状三维结构能降低环氧固化物的收缩率；② 超支化聚合物的活性端基能直接参与固化反应形成立体网状结构，众多的末端官能团能加快固化速度；③ 超支化聚合物的尺寸和球状结构杜绝了在其它传统的增韧体系中所观察到的有害的粒子过滤效应，起到内增韧的作用。