雙酚A型環(huán)氧樹脂的結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)

在環(huán)氧樹脂的各種應(yīng)用領(lǐng)域中，終端性能由環(huán)氧樹脂固化產(chǎn)品提供。環(huán)氧樹脂固化產(chǎn)物的性能取決于固化產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)。固化產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)和形成取決于環(huán)氧樹脂的結(jié)構(gòu)和性能、固化劑的結(jié)構(gòu)和性能、添加劑的結(jié)構(gòu)和性能以及環(huán)氧樹脂的固化過(guò)程。本文首先介紹了雙酚a環(huán)氧樹脂的結(jié)構(gòu)對(duì)環(huán)氧樹脂及其固化產(chǎn)物性能的影響。

1.雙酚a環(huán)氧樹脂的大分子結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn):

(1)大分子的兩端都是反應(yīng)性強(qiáng)的環(huán)氧基團(tuán)。

(2)分子主鏈上有許多醚鍵，為線性聚醚結(jié)構(gòu)。

(3)在具有較高N值的樹脂的分子鏈中，大量的仲羥基有規(guī)則地且相隔很遠(yuǎn)地出現(xiàn)，這可以被認(rèn)為是長(zhǎng)鏈多元醇。

(4)主鏈上還有大量的苯環(huán)、亞和。

2.雙酚a環(huán)氧樹脂的每個(gè)結(jié)構(gòu)單元賦予樹脂以下功能:環(huán)氧基和羥基賦予樹脂反應(yīng)性，使固化后的樹脂具有很強(qiáng)的內(nèi)聚力和附著力。醚鍵和羥基是極性基團(tuán)，有助于改善潤(rùn)濕性和附著力。醚鍵和碳碳鍵使大分子變得柔韌。苯環(huán)賦予聚合物耐熱性和剛性。也賦予大分子一定的剛性。碳氧鍵的鍵能很高，因此提高了耐堿性。因此，雙酚a環(huán)氧樹脂的分子結(jié)構(gòu)決定了其具有以下特性的性能:

(1)它是熱塑性樹脂，但具有熱固性。它可以與各種固化劑、催化劑和添加劑形成各種性能優(yōu)異的固化產(chǎn)品，幾乎可以滿足各種應(yīng)用要求。

(2)樹脂工藝性好。當(dāng)固化時(shí)，它基本上不產(chǎn)生小分子揮發(fā)物，并且可以在低壓下成型?？扇苡诟鞣N溶劑。

(3)固化產(chǎn)物具有高強(qiáng)度和結(jié)合強(qiáng)度。

(4)固化產(chǎn)物具有較高的耐腐蝕性和電性能。

(5)固化產(chǎn)物具有一定的韌性和耐熱性。

(6)主要缺點(diǎn)是:耐熱性和韌性低，耐濕熱性和耐候性差。

環(huán)氧樹脂在橋面鋪裝防水層中的應(yīng)用研究

近年來(lái)，我國(guó)大跨度橋梁建設(shè)發(fā)展迅速，但橋面容易出現(xiàn)早期損壞，尤其是路面損壞。橋面鋪裝防水粘結(jié)層的損壞是導(dǎo)致鋪裝層病害的主要原因。橋面病害如鼓包、凈裂縫、裂縫、瀝青面層剝離、瀝青面層與橋面分離、橋梁主體鋼筋銹蝕等，直接關(guān)系到橋面的防水排水能力。因此，作為橋梁施工過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，防水粘結(jié)層的設(shè)計(jì)非常重要，而環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的力學(xué)性能，附著力強(qiáng)，穩(wěn)定性好。使用環(huán)氧樹脂作為防水粘結(jié)層的下密封層是一種較好的方法。本文選擇了典型的橋面鋪裝防水體系結(jié)構(gòu)，研究了幾種環(huán)氧樹脂原材料的性能和不同的組合方案，并結(jié)合實(shí)際工程應(yīng)用評(píng)價(jià)了環(huán)氧樹脂在橋面鋪裝防水層中的應(yīng)用效果。

原材料性能測(cè)試

材料選擇

試驗(yàn)中粗骨料為玄武巖，礦粉和細(xì)骨料為石灰石，攤鋪層為GA-10瀝青混凝土，即澆注混凝土。它是一種依靠自身流動(dòng)性達(dá)到密實(shí)度的瀝青混合料?？紫堵市∮?%，具有良好的防水性能。根據(jù)《公路鋼箱梁橋面鋪裝設(shè)計(jì)與施工技術(shù)指南》，參照國(guó)外規(guī)范，符合相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

混凝土路面防水系統(tǒng)方案為“GA-10混凝土環(huán)氧防水粘結(jié)層橋面”。測(cè)試中使用的三種不同類型的環(huán)氧樹脂分別是甲、乙和丙。

剪切強(qiáng)度試驗(yàn)

(1)試驗(yàn)期間防水層的抗剪性能影響橋面鋪裝的整體性能。測(cè)試是用一臺(tái)10，000升的能量測(cè)試機(jī)進(jìn)行的。根據(jù)方案，分別應(yīng)用環(huán)氧樹脂A，澆注GA-10混合物，制備粘接層結(jié)構(gòu)試件。試件尺寸為10Cm×10Cm。每組3個(gè)試樣在測(cè)試前在室溫下固化24小時(shí)。

(2)測(cè)試結(jié)果對(duì)8種不同方案進(jìn)行了測(cè)試，取每組3項(xiàng)測(cè)試的平均值?？梢钥闯?，防水層的抗剪強(qiáng)度隨著環(huán)氧樹脂含量的增加而增加。同時(shí)，加入碎石后，粘結(jié)層的碎石之間存在一定的咬合力和擠壓力，從而增強(qiáng)防水層的抗剪切能力。

結(jié)論

研究了三種不同類型的環(huán)氧樹脂材料以及改變環(huán)氧含量、添加和不添加碎石對(duì)防水粘結(jié)層路用性能的影響，得出以下結(jié)論:

(1)在三種環(huán)氧樹脂中，環(huán)氧A的，環(huán)氧B的高溫性能不足，不適合澆注式瀝青混合料攤鋪系統(tǒng)；除C外的三種低溫性能稍有不足，其余均滿足要求。在透水性方面，乙丙環(huán)氧樹脂在低用量下防水性能較差，三種環(huán)氧樹脂的拉伸強(qiáng)度均滿足要求。

(2)環(huán)氧含量的增加可以提高L型防水粘結(jié)層的抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度，合適的環(huán)氧含量可根據(jù)工程實(shí)際情況確定。添加碎石可以明顯提高環(huán)氧樹脂防水粘結(jié)層的抗剪和抗拔強(qiáng)度。在實(shí)際應(yīng)用中，建議碎石粒徑為0.6~1.18mm，用量為0.3~0.8kg/m2。

如何選擇一個(gè)好的水性環(huán)氧產(chǎn)品？

談到水性環(huán)氧樹脂，我們必須提到環(huán)氧樹脂。我們經(jīng)常使用環(huán)氧樹脂，并且經(jīng)常談?wù)摥h(huán)氧樹脂。什么是環(huán)氧樹脂？環(huán)氧樹脂是指分子中含有兩個(gè)或多個(gè)環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)聚合物。大多數(shù)環(huán)氧樹脂的相對(duì)分子質(zhì)量較低，其分子結(jié)構(gòu)以分子鏈中的活性環(huán)氧基團(tuán)為特征。環(huán)氧樹脂是指熱塑性樹脂，單獨(dú)使用沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。然而，由于分子結(jié)構(gòu)中含有活性環(huán)氧基團(tuán)，它們可以與各種類型的固化劑交聯(lián)，形成具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不溶性和非熔融性聚合物，從而顯示出環(huán)氧樹脂優(yōu)異的物理、化學(xué)性能和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，環(huán)氧固化劑是必不可少的，其重要性得到了強(qiáng)調(diào)。換句話說(shuō)，環(huán)氧樹脂主要包含環(huán)氧樹脂和環(huán)氧固化劑，通常稱為雙組分或B組分環(huán)氧樹脂。單組分環(huán)氧樹脂被認(rèn)為是單組分環(huán)氧樹脂，因?yàn)樗A(yù)先在環(huán)氧樹脂中加入了潛在的環(huán)氧固化劑，使用時(shí)間長(zhǎng)，但儲(chǔ)存期仍然有限。然而，環(huán)氧酯是指將部分環(huán)氧樹脂合成為其他樹脂，其性能更接近于要合成的其他樹脂。例如，無(wú)論使用方法或性能如何，環(huán)氧丙烯酸酯都更接近丙烯酸。因?yàn)榄h(huán)氧樹脂是雙組分產(chǎn)品，所以存在環(huán)氧樹脂和環(huán)氧固化劑的比例問(wèn)題，而且環(huán)氧固化劑的種類很多(這也反映了環(huán)氧固化劑相對(duì)于環(huán)氧樹脂的重要性)。該數(shù)據(jù)僅討論胺固化劑。理論上，環(huán)氧樹脂與環(huán)氧固化劑的配比是等當(dāng)量比，等重量比等于環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當(dāng)量(總量)與固化劑的胺氫當(dāng)量(總量)。如果一種組分較少，另一種組分的剩余部分不參與交聯(lián)反應(yīng)，不能反映其值，因此雙組分環(huán)氧樹脂的比例也很重要。