一文解鎖環氧樹脂的7種化學反應(二)
環氧基與硫醇的反應
硫醇(RSH)的反應活性相對較低,在室溫下其反應速度非常緩慢,幾乎可以忽略不計。然而,當體系中存在叔胺類或其他胺類化合物時,這些物質能夠與硫醇結合,形成硫醇離子,從而***加速環氧基與硫醇的反應。該反應將生成仲羥基和硫醚鍵,其反應速度遠快于環氧基與胺類的反應,并且可以在較低的溫度下進行,例如在0℃時仍能發生反應。值得注意的是,叔胺類和其他胺類的堿性和空間位阻對反應速度有著***的影響。具體反應過程如下:
在環氧樹脂與聚硫醇的反應中,若加入堿性較強的叔胺類促進劑,會***加速反應的進程。
環氧基與酰胺的反應
酰胺(如HCONH2)上的氨基相較于脂肪胺而言,活性較低,因此在室溫下,環氧基與酰胺的反應難以自發進行。然而,在強堿性促進劑如KOH/NaOH或苯二甲酸鈉的作用下,環氧基與乙酰胺或苯甲酰胺在150℃時能夠發生開環加成反應。此外,聚酰胺在叔胺類堿性促進劑的影響下,能夠借助其伯胺和仲胺與環氧化合物發生固化反應。
環氧基與羧基的反應
相較于胺類,環氧基與羧基的反應速度較慢,通常在室溫下無法反應,需要經過100℃以上的長時間加熱才能引發反應。
這個反應可以被叔胺、季銨鹽等堿性化合物有效促進。起初,只是羧基對環氧基進行開環的酯化反應,一旦羧基全部參與反應,堿性促進劑便會引導羥基與環氧基發生醚化反應。在堿性環境下,環氧基與羧基的反應能夠在相對較低的溫度范圍內(100-130℃)順利進行。
另一方面,若在酸性促進劑的作用下,醚化反應將更為有利。當環氧基與羧基的比例達到1:1時,反應主要生成羥基酯。然而,只有當環氧基過量時,才會促進環氧基與羥基之間的中間反應,進而有利于聚醚的生成。
環氧基與異氰酸酯的反應
異氰酸酯(-NCO)具有較高的反應活性,特別是與含活性氫的化合物。由于環氧基上含有活性氫,因此它與異氰酸酯的反應可以被季銨鹽等高效促進劑所加速。該反應的**終產物是惡唑烷酮。
環氧基與氨基甲酸酯的反應
在叔胺(例如三乙胺)或季銨鹽的促進下,環氧基與氨基甲酸酯能夠發生反應,生成惡唑烷酮。若缺乏促進劑,則在200℃以下的條件下,該反應不會進行;即便在高溫環境下,也*會發生環氧基的開環聚合。
來源:膠黏劑在線,邁愛德編輯整理