环氧丙烯酸酯的改性及其性能的研究进展探讨

摘 要：采取一定的措施改变环氧丙烯酸酯的原有性能之后，所得到的改性聚合物性能已经得到了很大程度的改善。本文分析了环氧丙烯酸酯所具有的特殊性能以及被应用的现状，探讨了环氧丙烯酸酯的改性方法及改性后的性能情况，包括改变环氧树脂的性能，以便使环氧丙烯酸酯的性能得以改变；直接改变环氧丙烯酸酯性能的方法以及物理改性的方法。

关键词：改性；性能；环氧丙烯酸酯；研究进展

中图分类号：TQ32 文献标识码：A

环氧丙烯酸酯为环氧树脂的变性产物，即丙烯酸与环氧树脂两者发生相互反应后所得到的一种聚合物。因为环氧丙烯酸酯具有多种优良性能，目前已经被应用到了许多领域。在对环氧丙烯酸酯进行改性时，分为两种方法，即化学改性以及物理改性，本文探讨了环氧丙烯酸酯的改性方法及其改性后的所具有的优良性能，以供参考。

1环氧丙烯酸酯所具有的特殊性能以及被应用的现状

目前，主要存在三种类型的环氧丙烯酸酯，即化油类、酚醛类以及双酚 A 类。第一种类型的丙烯酸酯具有附着力较强、柔韧性较好以及价格低廉等优点，但另一方面，此类化合物也存在光固化效率较低的缺陷以及不具备较为优良的力学性能。因此，在应用方面，通常不会单独使用在涂料当中，当需要采用此类聚合物进行光固化时，应加入活性较好的聚合物。第二种聚合物具有交联密度大以及反应活性强的优点，且同时具有电能性较强、耐热性较好、耐腐蚀性较强、光泽度较好以及膜硬度大等优良性能，因此被广泛应用于光固化领域，例如油墨的阻焊等。第三种聚合物具有较快的光固化速率，制备此类聚合物所需要的原料价格低廉，且容易获得；在制备时，采用的工艺较为简单。此外，双酚 A 类聚合物还具备以下优良性能，即耐电性能较好、耐热性能较强、耐腐蚀性较强、光泽度优良以及固化硬度较大等。但从另一方面来看，此类聚合物业存在着缺陷，例如脆性较高以及固化后的柔韧性较差等。目前双酚 A 类丙烯酸酯也已经被广泛应用在胶黏剂当中、金属涂料当中、塑料制备工艺当中。通过以上分析，不同类型的环氧丙烯酸酯具有不同的优点，也具有不同的缺陷，而为了使此类聚合物得到更为广泛的使用，则应对其进行改性，以便强化优良性能以及改善存在不足的性能。

2环氧丙烯酸酯的改性及其性能的分析

2.1改变环氧树脂的性能，以便使环氧丙烯酸酯的性能得以改变

环氧树脂是制备环氧丙烯酸酯的基本原料，如改变环氧树脂的性能，将能够显著改善丙烯酸酯的性能，实现改性的目的。例如，在改变环氧树脂的性能时，加入辛二酸以及癸二酸等，在环氧树脂化合物的主链结构当中加入二元酸链，采用这种方法可以使环氧丙烯酸酯具有较好的柔韧性，同时也能够增加此类化合物所具有的附着力。也可以采用聚乙二醇来改变环氧树脂所具有的性能，随后再加入丙烯酸酯，从而便可以制备出粘度较低的环氧丙烯酸酯。为了使环氧树脂在化合反应当中的开环性能得以改善，则可以选用羟基聚合物对其进行相应的改性，采用此种方法进行改性，将能够将柔性链段引入到分子结构当中，从而可以使制备得到的化合物具有较强的光敏性。为了使化合物胶膜的附着力以及脆性得到有效改善，同时使其固化的速度得以提高，则可以加入胺，从而使环氧树脂的把原有性能得到改变，而实现以上性能的改善。此外，也可以采用磷酸酯来改善环氧树脂的原有性能，采用这一方法进行改性之后，能够使环氧丙烯酸酯原有的光固化性能、阻燃性能以及附着力水平得到改进，从而使此类聚合物在金属基材以及玻璃基材当中备受欢迎。也有研究发现，将酸羟乙酯以及三氯氧磷作为改良环氧树脂性能的添加剂，能够使制备出的环氧丙烯酸酯的原有不良性能得到有效改善，其中最为显著的改善就是树脂黏度的降低、黏合强度以及附着能力的提高。

2.2直接改变环氧丙烯酸酯性能的方法分析

羟基是环氧丙烯酸酯当中的一个重要部分，硅烷以及酯可以与羟基发生相互反应，利用这一特点，可以制备出性能得到改善的基团。采用不同化合物发生反应的方法来制备聚合物，具有操作简单以及便于质量管理的优势。羟基也可以与酸酐发生反应，并得出多官能团聚合物。改性后的环氧丙烯酸酯不仅具有较快的固化速度，同时也具有较好的光敏性。因为当酸酐发生水解时，主链结构被引入到官能团当中，所以环氧丙烯酸酯可以向水溶性聚合物方向发展。也有研究发现聚合物的性能会受到化学反应时原料比例以及溶剂的影响，当在制备聚合物时采用的溶剂为单丁醚乙二醇时，能够使产物发生转化的效率得到显著提升。如果在反应中，羟基与马来酸酐之间的量比是0.8时，将能够显著改善聚合物性能，将其运用于油墨当中，将能够提高油墨的耐溶性能、耐碱性能以及耐酸性能。在丙烯酸酯类化合物当中，环氧类与聚氨酯类能够实现优势互补，因此将两者混合起来进行化学反应，将能够使聚合物所具有的附着力以及柔韧性得到有效增强。此外，利用酸羟乙酯与顺酐发生的相互反应，得到半酯，随后将环氧树脂与半酯混合在一起进行化学反应，也可以使环氧丙烯酸酯的性能得到有效改善，经过有效改善之后，聚合物所具有的黏度得以减小，因此在配置固化体系时，更方便于操作；如果在改变聚合物的性能时，采用有机硅作为改性原料，则应保证聚合物的质量较好，同时确保在真空以及高温条件下对聚合物的性能加以改良；此外，不能加入过多的聚硅氧烷，避免对固化速度造成影响；采用有机硅对聚合物进行改性之后，将能够使其耐候性以及耐磨性得到显著提升，同时也能够提升部分基材的耐温性以及附着力。采用硅氧烷与聚合物当中羟基进行有机反应，以便使羟基上出现接枝，进而实现改性的目的，下图为接枝反应图与温度的关系。

采用此种方案进行改性，将能够显著改善聚合物固化后的热稳定性能、光泽度以及杨氏模量，但是将其加入到制造玻璃的基材当中，其附着力将会出现下降趋势，其原因可能为引入硅烷的比例较低以及聚合物变性的程度不足等。

2.3 物理改性的方法分析

在改变环氧丙烯酸酯的性能时，通常会采用物理改性的手段。在对聚合物进行物理改性的过程中，纳米无机粒子改性是一种最为常用的方法；可以用于改性的纳米材料包括TiO2、Al2O3、SiO2以及蒙脱土。为了使聚合物的稳定性以及溶解性得以改善，则常使用SiO2来对其加以改性。溶胶、凝胶也可用于改善聚合物的性能，因为丙烯酸酯当中含有有机成分，而溶胶当中含有无机成分，当两者发生化合反应之后，得到的产物为一种无机形式的杂化涂料，此类涂料具有较好的硬度、较好的耐磨性能以及优良的稳定性。此外，也可以采用插层的方法来改善聚合物的性能，运用该手段可以得到光固化复合树脂。相关研究发现，运用此类聚合物制备相关材料，将能够能够显著增强有机材料的弯曲强度以及抗冲击能力；但需要控制好黏土含量，使之保持在3%左右，不能超过3%，否则将会降低其力学性能。在改性的过程中加入蒙脱土，不但不会对固化速率造成影响，而且还能够提高固化程度。相关实验结果表明，将纳米SiO2加入到固化体系当中，将能够稳定分散体系，从而形成网格结构，网格结构的形成能够显著改善复合材料性能，使之变得更为稳定，同时减小了收缩率，增大了透光率以及抗冲击的能力。此外，如果在改善聚合物性能的过程中，将凝胶溶胶作为改性的手段，则应控制好引入二氧化钛的量，以便对无机相进行有效控制。无机相的大小可以影响到聚合物双键发生转化的速率，当无机相不断上升时，转化率将会呈现出下降趋势；如有效控制无机相，将能够使聚合物的附着力得以上升，也可以增加固化摆杆的硬度；如在杂化材料当中加入一定量的钛，则能够提升固化材料所具有的透光率。

结语

通过上文的分析，可以发现采取一定的措施改变环氧丙烯酸酯的原有性能之后，所得到的改性聚合物性能已经得到了很大程度的改善，例如在附着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，将能够使固化产品所具有的固化收缩性能、耐黄变性能、涂层的光泽度以及硬度得到显著改善。笔者相信，随着变性聚合物的不断应用，环氧丙烯酸酯必将能够在各种制造领域发挥出更为重要的作用。

参考文献

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