環氧丙烯酸酯的改性及其性能的研究進展探討

摘 要：采取一定的措施改變環氧丙烯酸酯的原有性能之后，所得到的改性聚合物性能已經得到了很大程度的改善。本文分析了環氧丙烯酸酯所具有的特殊性能以及被應用的現狀，探討了環氧丙烯酸酯的改性方法及改性后的性能情況，包括改變環氧樹脂的性能，以便使環氧丙烯酸酯的性能得以改變；直接改變環氧丙烯酸酯性能的方法以及物理改性的方法。

關鍵詞：改性；性能；環氧丙烯酸酯；研究進展

中圖分類號：TQ32 文獻標識碼：A

環氧丙烯酸酯為環氧樹脂的變性產物，即丙烯酸與環氧樹脂兩者發生相互反應后所得到的一種聚合物。因為環氧丙烯酸酯具有多種優良性能，目前已經被應用到了許多領域。在對環氧丙烯酸酯進行改性時，分為兩種方法，即化學改性以及物理改性，本文探討了環氧丙烯酸酯的改性方法及其改性后的所具有的優良性能，以供參考。

1環氧丙烯酸酯所具有的特殊性能以及被應用的現狀

目前，主要存在三種類型的環氧丙烯酸酯，即化油類、酚醛類以及雙酚 A 類。第一種類型的丙烯酸酯具有附著力較強、柔韌性較好以及價格低廉等優點，但另一方面，此類化合物也存在光固化效率較低的缺陷以及不具備較為優良的力學性能。因此，在應用方面，通常不會單獨使用在涂料當中，當需要采用此類聚合物進行光固化時，應加入活性較好的聚合物。第二種聚合物具有交聯密度大以及反應活性強的優點，且同時具有電能性較強、耐熱性較好、耐腐蝕性較強、光澤度較好以及膜硬度大等優良性能，因此被廣泛應用于光固化領域，例如油墨的阻焊等。第三種聚合物具有較快的光固化速率，制備此類聚合物所需要的原料價格低廉，且容易獲得；在制備時，采用的工藝較為簡單。此外，雙酚 A 類聚合物還具備以下優良性能，即耐電性能較好、耐熱性能較強、耐腐蝕性較強、光澤度優良以及固化硬度較大等。但從另一方面來看，此類聚合物業存在著缺陷，例如脆性較高以及固化后的柔韌性較差等。目前雙酚 A 類丙烯酸酯也已經被廣泛應用在膠黏劑當中、金屬涂料當中、塑料制備工藝當中。通過以上分析，不同類型的環氧丙烯酸酯具有不同的優點，也具有不同的缺陷，而為了使此類聚合物得到更為廣泛的使用，則應對其進行改性，以便強化優良性能以及改善存在不足的性能。

2環氧丙烯酸酯的改性及其性能的分析

2.1改變環氧樹脂的性能，以便使環氧丙烯酸酯的性能得以改變

環氧樹脂是制備環氧丙烯酸酯的基本原料，如改變環氧樹脂的性能，將能夠顯著改善丙烯酸酯的性能，實現改性的目的。例如，在改變環氧樹脂的性能時，加入辛二酸以及癸二酸等，在環氧樹脂化合物的主鏈結構當中加入二元酸鏈，采用這種方法可以使環氧丙烯酸酯具有較好的柔韌性，同時也能夠增加此類化合物所具有的附著力。也可以采用聚乙二醇來改變環氧樹脂所具有的性能，隨后再加入丙烯酸酯，從而便可以制備出粘度較低的環氧丙烯酸酯。為了使環氧樹脂在化合反應當中的開環性能得以改善，則可以選用羥基聚合物對其進行相應的改性，采用此種方法進行改性，將能夠將柔性鏈段引入到分子結構當中，從而可以使制備得到的化合物具有較強的光敏性。為了使化合物膠膜的附著力以及脆性得到有效改善，同時使其固化的速度得以提高，則可以加入胺，從而使環氧樹脂的把原有性能得到改變，而實現以上性能的改善。此外，也可以采用磷酸酯來改善環氧樹脂的原有性能，采用這一方法進行改性之后，能夠使環氧丙烯酸酯原有的光固化性能、阻燃性能以及附著力水平得到改進，從而使此類聚合物在金屬基材以及玻璃基材當中備受歡迎。也有研究發現，將酸羥乙酯以及三氯氧磷作為改良環氧樹脂性能的添加劑，能夠使制備出的環氧丙烯酸酯的原有不良性能得到有效改善，其中最為顯著的改善就是樹脂黏度的降低、黏合強度以及附著能力的提高。

2.2直接改變環氧丙烯酸酯性能的方法分析

羥基是環氧丙烯酸酯當中的一個重要部分，硅烷以及酯可以與羥基發生相互反應，利用這一特點，可以制備出性能得到改善的基團。采用不同化合物發生反應的方法來制備聚合物，具有操作簡單以及便于質量管理的優勢。羥基也可以與酸酐發生反應，并得出多官能團聚合物。改性后的環氧丙烯酸酯不僅具有較快的固化速度，同時也具有較好的光敏性。因為當酸酐發生水解時，主鏈結構被引入到官能團當中，所以環氧丙烯酸酯可以向水溶性聚合物方向發展。也有研究發現聚合物的性能會受到化學反應時原料比例以及溶劑的影響，當在制備聚合物時采用的溶劑為單丁醚乙二醇時，能夠使產物發生轉化的效率得到顯著提升。如果在反應中，羥基與馬來酸酐之間的量比是0.8時，將能夠顯著改善聚合物性能，將其運用于油墨當中，將能夠提高油墨的耐溶性能、耐堿性能以及耐酸性能。在丙烯酸酯類化合物當中，環氧類與聚氨酯類能夠實現優勢互補，因此將兩者混合起來進行化學反應，將能夠使聚合物所具有的附著力以及柔韌性得到有效增強。此外，利用酸羥乙酯與順酐發生的相互反應，得到半酯，隨后將環氧樹脂與半酯混合在一起進行化學反應，也可以使環氧丙烯酸酯的性能得到有效改善，經過有效改善之后，聚合物所具有的黏度得以減小，因此在配置固化體系時，更方便于操作；如果在改變聚合物的性能時，采用有機硅作為改性原料，則應保證聚合物的質量較好，同時確保在真空以及高溫條件下對聚合物的性能加以改良；此外，不能加入過多的聚硅氧烷，避免對固化速度造成影響；采用有機硅對聚合物進行改性之后，將能夠使其耐候性以及耐磨性得到顯著提升，同時也能夠提升部分基材的耐溫性以及附著力。采用硅氧烷與聚合物當中羥基進行有機反應，以便使羥基上出現接枝，進而實現改性的目的，下圖為接枝反應圖與溫度的關系。

采用此種方案進行改性，將能夠顯著改善聚合物固化后的熱穩定性能、光澤度以及楊氏模量，但是將其加入到制造玻璃的基材當中，其附著力將會出現下降趨勢，其原因可能為引入硅烷的比例較低以及聚合物變性的程度不足等。

2.3 物理改性的方法分析

在改變環氧丙烯酸酯的性能時，通常會采用物理改性的手段。在對聚合物進行物理改性的過程中，納米無機粒子改性是一種最為常用的方法；可以用于改性的納米材料包括TiO2、Al2O3、SiO2以及蒙脫土。為了使聚合物的穩定性以及溶解性得以改善，則常使用SiO2來對其加以改性。溶膠、凝膠也可用于改善聚合物的性能，因為丙烯酸酯當中含有有機成分，而溶膠當中含有無機成分，當兩者發生化合反應之后，得到的產物為一種無機形式的雜化涂料，此類涂料具有較好的硬度、較好的耐磨性能以及優良的穩定性。此外，也可以采用插層的方法來改善聚合物的性能，運用該手段可以得到光固化復合樹脂。相關研究發現，運用此類聚合物制備相關材料，將能夠能夠顯著增強有機材料的彎曲強度以及抗沖擊能力；但需要控制好黏土含量，使之保持在3%左右，不能超過3%，否則將會降低其力學性能。在改性的過程中加入蒙脫土，不但不會對固化速率造成影響，而且還能夠提高固化程度。相關實驗結果表明，將納米SiO2加入到固化體系當中，將能夠穩定分散體系，從而形成網格結構，網格結構的形成能夠顯著改善復合材料性能，使之變得更為穩定，同時減小了收縮率，增大了透光率以及抗沖擊的能力。此外，如果在改善聚合物性能的過程中，將凝膠溶膠作為改性的手段，則應控制好引入二氧化鈦的量，以便對無機相進行有效控制。無機相的大小可以影響到聚合物雙鍵發生轉化的速率，當無機相不斷上升時，轉化率將會呈現出下降趨勢；如有效控制無機相，將能夠使聚合物的附著力得以上升，也可以增加固化擺桿的硬度；如在雜化材料當中加入一定量的鈦，則能夠提升固化材料所具有的透光率。

結語

通過上文的分析，可以發現采取一定的措施改變環氧丙烯酸酯的原有性能之后，所得到的改性聚合物性能已經得到了很大程度的改善，例如在附著力方面的性能以及脆性程度等。在聚合物固有的缺陷得到改善之后，將能夠使固化產品所具有的固化收縮性能、耐黃變性能、涂層的光澤度以及硬度得到顯著改善。筆者相信，隨著變性聚合物的不斷應用，環氧丙烯酸酯必將能夠在各種制造領域發揮出更為重要的作用。

參考文獻

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