当前位置:主页 > 行业资讯 >

环氧基与活泼H原子、其他官能团的反应是怎么样

文章作者:51abj.com 人气: 发表时间:2018-11-24

文章主要是讲解环氧树脂里面的环氧基与活泼H原子、环氧基与其他官能团的反应。让一些想真正去深入了解这些知识的人有个全面的认识。

环氧基与活泼H原子

一、环氧基与活泼H原子的反应
1、按照化学性质可把含活泼氢化合物分成碱性化合物(如伯胺、仲胺、酰胺等)和酸性化合物(如羧酸、酚、醇等)。它们的活泼氢原子与环氧基会产生以下加成反应。
2、碱性化合物按亲核机理与环氧基反应,一般说来碱性大的活性大,如脂肪胺>芳香胺。酸性化合物按亲电机理与环氧基反应,一般说来酸性大的活性大,如羧酸>酚>醇。
3、脂肪族伯胺与端环氧基的反应在室温下就能进行,无需促进剂。但是一系列质子给予体物质(如醇类、酚类、羧酸、磺酸和水等)对此反应有促进作用。而质子接受体物质(如酯类、醚类、酮夹和腈类等)对它起抑制作用。促进效果的顺序为:酸≥酚≥水>醇>腈>芳烃(苯、甲苯等)>二氧杂环己烷>二异丙基醚。
4、芳香胺比脂肪胺的活性小,与环氧基的反应速度慢。室温下只有30%左右的树脂参加了反应。这是由于芳香胺氮原子上的不对称电子被苯环部分地分散了(苯核的E效应),造成碱性降低,以及苯环的立体位阻效应所致。然而芳香胺与脂环环氧基的反应却要比脂肪胺快。这可能是芳香胺的相对酸度大一些的缘由。芳香胺与却氧基的反应也可被醇类、酚季、三氟化硼络合物和辛酶亚锡等加建。辛酸亚锡对脂环族环氧树脂的固化加速作用特别明显。
5、酰胺基上氢原子的活性就更小了。室温下与环氧基很难发生反应。需在KOH、NaOH或苯二甲酸钠等强碱性促进剂存在下;或在150℃以上的高温下才能产生开环加成反应。此反应,可用于环氧树脂的改性。
6、醇类化合物是作为亲电试剂与环氧基反应的。但因其酸性极弱,即亲电性小,所以若无促进剂存在则需要在200℃以上才能反应。醇类与环氧基的反应活性顺序为:伯醇>仲醇>叔醇。叔胺等碱性化合物能促进羟基与环氧基在较低温度(100℃左右)下快速反应。
7、酚比醇的酸性大。所以酚羟基与环氧基的反应速度比醇羟基快。在近200℃时就开始反应。在KOH等碱性促进剂作用下,此反应能在100℃时进行。
8、羧基与环氧基的反应比胺类慢。一般在室温下不能生成高交联度结构。需在100℃以上长时间加热才能固化。叔胺、季胺盐等碱性化合物能促进此反应。用于环氧树脂的增韧及固化、乙烯基酯树脂的合成等。
9、在碱性促进剂作用下,醇、酚和羟酸等含羟基化合物与缩水甘油醚反应活性的顺序为醇>酚>羧酸。这和它们的阴离子的碱性大小顺序是一致的。
10、巯基(硫醇基)类似于羟基能与环氧基反应,生成含仲羟基和硫醚键的产物。叔胺和其它胺类化合物对此反应有较强的促进作用。其反应速率比胺与环氧基的反应快得多,尤其在低温,即使在0℃也能反应。增加胺类促进剂的碱性能增快反应速率。此反应用于环氧树脂的增韧和固化。

二、环氧基与其他官能团的反应
(1)环氧基能与HCl、HBr中的卤素原子反应;用于环氧当量的测定;聚氯乙烯等氯化聚合物的稳定剂。
(2)环氧基能与聚氯丁二烯中l,2结合的烯丙基位的氯原子反应而交联。
(3)环氧基与氯磺酸基的反应。用于氯磺化聚乙烯与环氧树脂的硫化。促进剂有二硫化二苯并噻唑、秋兰姆、二邻甲苯基胍等。
(4)环氧基与异氰酸基一NCO的反应。异氰酸酯具有如下的共振结构。可以看出,异氰酸酯是亲电子试剂,易被亲核试剂所攻击。因此易与各种活泼氢化合物发生反应。季胺盐等是其高效促进剂。最后生成恶唑烷酮。用MgCl2和六甲基磷酰三胺二聚物作促进剂合成出恶唑弹性体。用溴化四乙基胺、溴化锂等作促进剂用于胶粘剂,在150一200℃下固化。用溴化锂和三烃基膦化氧的络合物作促进剂可在80℃反应,用于胶粘剂。
(5)环氧基与氨基甲酸酯的反应。此反应经由β-羧乙基氨基甲酸酯,生成恶唑烷酮。叔胺(如三乙胺)和季铵盐是该反应的有效促进剂。
(6)环氧基与脲类的反应。在高温下可发生下列反应。

返回顶部