本文研究了低粘度液態(tài)雙酚F型環(huán)氧樹脂的合成工藝條件對樹脂性能的影響因素。雙酚F型環(huán)氧樹脂合成的工藝條件：環(huán)氧氯丙烷（ECH）/雙酚F（BPF）=10/1，催化劑為芐基，用量為1，8%（mol/BPF），醚化溫度為75℃，醚化時間為6，0h，閉環(huán)時間為1，0~1，5h，堿過量2%。
雙酚F型環(huán)氧樹脂芐基共縮聚
雙酚F型液態(tài)環(huán)氧樹脂具有較低的粘度，使用工藝性好，固化物耐腐蝕性等特點[1-3]，且其固化物的力學性能與雙酚A型環(huán)氧樹脂相當，但是固化后交聯(lián)密度高，存在內應力大、質脆，耐疲勞性、耐熱性、耐沖擊性、耐開裂性和耐濕熱性較差等缺點[4-6]。為此，國內外學者對環(huán)氧樹脂進行了大量的改性研究，取得了豐碩的成果。與國外相比，我國生產的雙酚F環(huán)氧樹脂在粘度、性能等方面還有很大的差距，因此進一步研究雙酚F環(huán)氧樹的生產工藝條件是很有價值的。本文對雙酚F型環(huán)氧樹脂進行了合成，并對其進行了改性研究。
實驗部分
（一）主要儀器設備及試劑
試劑：環(huán)氧氯丙烷均為工業(yè)品，，四丁基，芐基為分析純試劑。
儀器：日本島津FTIR-8700紅外光譜儀（4000~400cm-1），產XT4雙目顯微熔點測定儀(溫度計未經校正)。
（二）實驗的合成原理
1、雙酚F的合成原理；
2、雙酚F環(huán)氧樹脂的合成合成原理；

風力發(fā)電是鼓勵和急需的節(jié)能環(huán)保項目。風電葉片露天工作,在承受強風載荷、砂粒沖刷、紫外線照射、大氣氧化與腐蝕、酸鹽腐蝕、材料成本等方面有較高的要求。目前兆瓦級風機葉片已采用碳纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料,所需的環(huán)氧樹脂要求粘度低、對纖維浸透性好、耐沖擊性能高、韌性好。通用型環(huán)氧樹脂的粘度高、耐沖擊性及耐候性差,漆膜在戶外易粉化失光又欠,不宜作戶外用涂料和膠粘劑。研發(fā)新型風電葉片環(huán)氧樹脂具有非常重要的意義。新型雙酚F環(huán)氧樹脂具有粘度低、耐溶劑性強、耐沖擊性能高、對纖維浸漬性和與玻璃鋼復合性能好、使用成本低等優(yōu)點而被看好用于制造風電葉片基制材料。主要原料雙酚F在國外已有生產,但存在高酚醛比、性能的對位異構體含量低、收率低、產物后處理復雜等問題,且采用了大倍數循環(huán)蒸發(fā)套用,又在加熱條件下反應,造成生產成本較高。而進口雙酚F價格過高,致使國內雙酚F環(huán)氧樹脂規(guī)?；a很少。論文先用、在磷酸催化劑和甲醇溶劑存在下,進行親電取代反應制備了雙酚F,研究了原料配比、催化劑磷酸用量、反應溫度及時間對產物收率及其中對位異構體含量的影響,得到了工藝參數:/(mo1)=5:1,甲醇/=1:1,/磷酸=3:1,水/酸=2.5～3.0/1,反應溫度45℃,反應時間5h,在此反應條件下,雙酚F產品收率達92.2%(以計,即每摩爾可以得到的雙酚F摩爾),所得的雙酚F產物中4,4'-位異構體含量有73.2%。再用雙酚F與環(huán)氧氯丙烷在催化劑四甲基存在下進行醚化反應,然后加入固體氫氧化鈉進行環(huán)氧化脫氯反應,再精制得到雙酚F環(huán)氧樹脂。研究了原料配比、反應時間和溫度對產品氯含量和環(huán)氧值的影響,確定了適宜的工藝條件:環(huán)氧氯丙烷/雙酚F(mol)=10:1,二氯丙醇/環(huán)氧氯丙烷=0.2,四甲基用量為2%(mol/BPF),醚化溫度為80℃,時間為5h,環(huán)氧化催化劑為粉末狀氫氧化鈉,過量2%,閉環(huán)溫度為70℃,時間為1.5～2.0h。在這一工藝條件下制得的雙酚F型環(huán)氧樹脂為淺黃色透明,低溫流動性好,收率為91%,環(huán)氧值達到0.57,有機氯為2.110-4,無機氯為1.310-4。經傅里葉變換紅外光譜和核磁共振分析,初步確認了所合成產品為雙酚F環(huán)氧樹脂。

環(huán)硫樹脂與環(huán)氧樹脂在結構上十分類似,但又由于其結構的性,除了具有環(huán)氧樹脂所具備的一些優(yōu)能,還能夠在低溫下快速固化,與金屬有良好的粘接,高的折射率等,因此,在低溫快速固化、基材粘接以及光學樹脂材料等領域有良好的應用,研究環(huán)硫/環(huán)氧樹脂具備廣闊的應用前景。
實驗過程中,制備低粘度的雙酚F環(huán)硫/環(huán)氧樹脂體系,有效地避免了樹脂體系在操作中粘度大、流動性差的缺點。分別選擇兩類固化劑,胺類和酸酐類,對樹脂/固化劑體系進行詳細的探究。本論文主要工作如下：
以雙酚F環(huán)氧樹脂和硫氰酸鉀為主要原料制備了目標產物雙酚F環(huán)硫/環(huán)氧樹脂。通過FTIR、1HNMR、元素分析等手段表征合成產物結構,并建立了紅外工作曲線、核磁譜圖兩種分析方法,對合成產物進行環(huán)硫含量的定量分析。其中,合成的產物環(huán)氧轉化率為67%。
其次,環(huán)硫樹脂與環(huán)氧樹脂相比,具有更大的環(huán)張力,因此,活性更大、更容易開環(huán),發(fā)生聚合反應。本文采用非等溫DSC法研究了環(huán)硫基團含量分別為15%和50%的雙酚F環(huán)硫/環(huán)氧樹脂/酸酐體系的固化反應動力學,采用Malek法判定機理函數,采用Kissinger法和等轉化率法求解體系的活化能、求解動力學參數,建立了動力學方程,并進行模擬。結果表明兩體系均符合SB(m,n)模型。接著,對不同環(huán)硫含量的雙酚F環(huán)硫/環(huán)氧/酸酐體系的力學性能進行測試,結果表明,隨著環(huán)硫含量的增加,體系的拉伸強度與斷裂伸長率變化不大,對Cu的粘接性能變好,對Al的粘接性能變差。
再次,環(huán)氧基團和環(huán)硫基團開環(huán)后分別形成羥基(或者氧負離子)和巰基(或者硫負離子),二者活性差別大,可能導致固化物交聯(lián)網絡產生差異,因此,本文進一步針對固化物的結構展開研究,分別采用環(huán)硫含量為15%和50%的雙酚F環(huán)硫/環(huán)氧樹脂,與不同化學計量比的胺和酸酐進行配比,采用DSC、DMTA等對固化物進行玻璃化轉變溫度、模量的表征。結果表明,四個樹脂體系均是隨著固化劑用量的減少(從化學計量比減小到小化學計量比),玻璃化轉變溫度Tg和模量出現(xiàn)的趨勢。說明巰基-SH或者硫負離子-S-,對于樹脂體系有非常重要的影響,隨著樹脂體系中,環(huán)硫含量的增加,樹脂體系的固化反應速率提高,樹脂固化體系更易形成密集的交聯(lián)網絡結構。

工業(yè)來說，酚醛環(huán)氧樹脂是非常好的制作小電子原件的材料，酚醛環(huán)氧樹脂在我們的生活中是有非常多的應用的；在覆銅板生產中，酚醛環(huán)氧樹脂一般不能單個使用，而是添加在雙酚A型環(huán)氧樹脂中，配合使用。用它來改進、提高產品的耐熱性和尺寸穩(wěn)定性等性能。酚醛環(huán)氧樹脂的添加量，一般為雙酚A型環(huán)氧樹脂的20%-30%。

環(huán)氧樹脂砂漿的作用：
1、環(huán)氧樹脂砂漿的強度主要為因環(huán)氧樹脂，環(huán)氧樹脂固化后為一個三向網狀結構，不溶不融，力學性能比較好，沙也起到一些的作用，砂的量應該適中，過多與過少都會降低強度，普通環(huán)氧樹脂與固化劑固化后，固化產物較脆，不耐沖擊，增韌劑可以有效地改善固化產物韌性，提升沖擊強度。
2、環(huán)氧樹脂作為粘結,在砼修補等質量瑕疵經常使用(環(huán)氧砂漿),也有一桶液體是凝固劑,不可以加水或者水泥。樹脂通常為指受熱后有軟化或熔融范圍，軟化時在外力作用下具有流動傾向，常溫下為固態(tài)、半固態(tài)，有時也能夠是液態(tài)的有機聚合物。廣義地說，能夠作為塑料制品加工原料的任何高分子化合物都稱作樹脂。
3、樹脂為制造塑料的主要原料，也用于制涂料(是涂料的主要成膜物質,如:醇酸樹脂、丙烯酸樹脂、合成脂肪酸樹脂，這種樹脂于長三角及珠三角居多，也為涂料業(yè)相對旺盛的地區(qū)，像化學、紐佩斯樹脂、三盈樹脂、帝斯曼先達樹脂等)、黏合劑、絕緣材料等，合成樹脂在工業(yè)生產里，被廣泛應用到液體中雜質的分離與純化，有大孔吸附樹脂、離子交換樹脂、和一些樹脂。

環(huán)氧樹脂固化體系具有的環(huán)氧基、羥基、醚鍵、胺鍵和酯鍵等極性基團，賦予環(huán)氧固化產物的粘接強度。它具有較高的粘結強度和其它力學性能，因此可作為結構膠粘劑使用。