1、精選文檔3、 環(huán)氧樹脂主要性能指標的檢測方法1、環(huán)氧樹脂環(huán)氧值、環(huán)氧當量的測定 可用光譜分析法或化學分析法進行分析，光譜分析比化學分析簡潔操作，但是需要用標準試祥做成定量線。 光譜分析法用紅外光譜、拉曼光譜或核磁共振光譜等分析方法是很普及的，可用于環(huán)氧樹脂的定性分析或環(huán)氧基的定量分析。紅外光譜吸取法:首先用一系列已知環(huán)氧當量的環(huán)氧樹脂的紅外光譜做出A910cm1A1610 cm1 (其中910cm1是環(huán)氧基的吸取峰，1610 cm1是苯環(huán)的吸取峰)基線，然后做出A910cm1A1610 cm1與環(huán)氧當量標準曲線。這樣在測定某一環(huán)氧樹脂試樣的環(huán)氧當量時，只需知道該環(huán)氧樹脂A910M1610的比值

2、，即可確定其環(huán)氧當量?；瘜W分析法 常用的化學分析方法是在適當?shù)娜軇┲?，使用過量的鹽酸與環(huán)氧基作用，定量生成氯醇，將過且的鹽酸用堿滴定法定量，。常用的溶劑有丙酮、無水醚、吡啶等。有時不用鹽酸，而用溴化化氫酸、碘化鉀與鹽酸、過氯酸與季銨溴化物等為鹵化劑，進行直接滴定。方法多種多樣，現(xiàn)今國際上通用的分析法是高氯酸法，適用于各種環(huán)氧樹脂，但操作過程繁瑣。另外還有鹽酸丙酮法、鹽酸吡啶法以及鹽酸二氧六環(huán)法。我國沿用的測定方法以鹽酸一丙酮法和鹽酸一吡啶法，其中鹽酸一丙酮法較適用于分子量在1500以下的環(huán)氧樹脂，而鹽酸一吡啶法較適用于分子量在1500以上的環(huán)氧樹脂。相對來說，鹽酸一丙酮法應用較多。溴化季按鹽直

3、接滴定法a）原理原理是通過高氯酸（HClO4）與溴化四乙基銨（NEt4Br）反應生成的溴化氫與1，2-環(huán)氧基的定量反應。該程序包括用高氯酸-冰醋酸標準溶液滴定溶解在含溴化四乙基銨的環(huán)氧樹脂的二氯甲烷溶液，以結晶紫為指標劑，當環(huán)氧基被消耗完，過量的溴化氫會引起過量的結晶紫指標劑變色。b）溶液配制結晶紫指標劑：取結晶紫0.5g，溶解于100ml冰醋酸中即得，01 mol /L高氯酸-冰醋酸標準溶液配制 取無水冰醋酸550ml，加入高氯酸HClO4（W/W在70%左右，比重1.75）8.2ml搖勻，在燒杯中緩緩滴加24ml醋酐，用玻璃棒不斷攪拌，放冷至室溫后，轉移到1000ml容量瓶中，加無水冰醋酸

4、稀釋至刻度線，搖均勻后，放置24小時使醋酐與溶液中的水充分反應完全。即得01N濃度的HClO4-HAc標準溶液。標定 精確稱取在105干燥至恒重的鄰苯二甲酸氫鉀KHC8H4O4約0.4g（精確至00001 g）置于錐形瓶中，加無水冰醋酸20ml，使溶解，加0.5%結晶紫冰醋酸溶液12滴，用高氯酸冰醋酸標準溶液滴定至藍色，并將滴定結果用空白試驗（即不加鄰苯二甲酸氫鉀）校正。計算如下：C = m / (v1-v2)×0.2042式中：CHClO4-HAc標準溶液的摩爾濃度，mol/L；m鄰苯二甲酸氫鉀之質(zhì)量，g ；V1鄰苯二甲酸氫鉀消耗高氯酸標準溶液體積，ml ；V2空白試驗消耗高氯酸標

5、準溶液之用量，ml ； 02042與1.00ml高氯酸標準溶液（1mol/L）相當?shù)囊钥吮硎镜泥彵蕉姿釟溻浀馁|(zhì)量。注：本溶液使用前標定。標定高氯酸標準溶液時的溫度應與使用該標準溶液滴定時的溫度相同。c）測定步驟稱取0.51.0g的環(huán)氧樹脂試樣,溶于10ml氯仿(或丙酮、苯、氯化苯等)溶濟中，再加入10ml四乙基溴化銨試劑及1-2滴結晶紫指標劑,用0.1mol/L高氯酸-冰醋酸標準溶液滴定至綠色為終點。環(huán)氧當量按下式計算：EEW=10000W/N·S式中：EEW環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當量， g/mol。；W環(huán)氧樹脂試樣的質(zhì)量，g；N高氯酸-冰醋酸標準溶液的濃度，mol/L；S滴定所消耗的高氯

6、酸-冰醋酸標準溶液的體積，ml。環(huán)氧樹脂環(huán)氧值的測定（鹽酸-砒啶法）a）試劑：鹽酸；砒啶；NaOH；95%乙醇；丙酮；酚酞指示劑。 b）儀器：磨口三角燒瓶(250ml)；磨口空氣冷凝管(長1000mm)；燒杯(10ml)；量筒(10、50、100ml)；移液管(25ml)；堿性滴定管(50ml)；稱量瓶(內(nèi)徑70ml,高35ml)；分析天平(200克，萬分之一)。c）溶液配制：鹽酸砒啶溶液：將17ml鹽酸溶于983ml砒啶中，搖勻放置4hr后應用。0.1mol/L NaOH標準溶液：稱取4 g NaOH溶于1000ml蒸餾水搖勻，冷卻后用鄰苯二甲酸氫鉀進行標定。1%酚酞指示劑：稱取1 g酚酞溶

7、于100ml 95%乙醇中。d） 測定步驟：1）稱取5 g左右試樣（精確至1 mg）于磨口三角燒瓶中，用移液管吸取25 ml鹽酸砒啶溶液，裝上磨口空氣冷凝管在酒精燈上邊搖邊加熱溶解，留意不使試樣有炭化現(xiàn)象產(chǎn)生。待試樣全部溶解后，用電爐加熱回流40 min ，然后冷至室溫，用20 ml 丙酮沖洗冷凝管，加入3滴酚酞指示劑。用0.1 mol/L NaOH 標準溶液滴定至微紅色30秒內(nèi)不褪色為終點。2）用同樣操作做一空白試驗。3）環(huán)氧值的計算：X = ( V1 V2)×C（10×m1）式中：被測樹脂的環(huán)氧值，當量100g ；V1空白的溶液消耗NaOH標準溶液體積，ml ；V2試樣

8、溶液消耗NaOH標準溶液體積，ml ；CNaOH標準溶液摩爾濃度，mol/L ；m1試樣質(zhì)量，g 。環(huán)氧樹脂環(huán)氧值的測定（鹽酸-丙酮法）a）、試劑：鹽酸；丙酮；NaOH；95%乙醇；甲基紅指示劑。 b）、儀器：磨口三角燒瓶(250ml)；燒杯(10ml)；量筒(10、50、100ml)；移液管(20ml、1ml)；堿性滴定管(50ml)；稱量瓶(內(nèi)徑70ml,高35ml)；分析天平(200克，萬分之一)。c）、溶液配制：鹽酸丙酮溶液：將1ml鹽酸溶于40ml丙酮中均勻混合起來即可，應現(xiàn)配現(xiàn)用。0.1mol/L NaOH標準溶液：稱取4g NaOH溶于1000ml蒸餾水搖勻，冷卻后用鄰苯二甲酸氫

9、鉀進行標定。甲基紅指示劑：稱取1g甲基紅溶于60ml 95%乙醇中，再以蒸餾水稀釋至1000ml。d）、測定步驟：1）、稱取1.5 g左右試樣（精確至1 mg）,放于具塞三角燒瓶中，用移液管加入20ml鹽酸丙酮溶液，加蓋搖勻使試樣完全溶解以后，在陰涼處（15左右）放置1.5h，再加3滴甲基紅指示劑。用0.1 mol/L NaOH 標準溶液滴定至紅色褪去變成黃色為終點。2）、用同樣操作做一空白試驗。3）、環(huán)氧值的計算：X = ( V1 V2)×C（10×m1）式中：被測樹脂的環(huán)氧值，當量100g ；V1空白的溶液消耗NaOH標準溶液體積，ml ；V2試樣溶液消耗NaOH標準溶

10、液體積，ml ；CNaOH標準溶液摩爾濃度，mol/L ；m1試樣質(zhì)量，g 。  2、羥基含量的測定方法   環(huán)氧樹脂中脂肪族羥基對環(huán)氧樹脂的性能影響很大。不同用途的環(huán)氧樹脂對羥基含量有不同要求。用作電絕緣材料時要求羥基愈少愈好。而對水性環(huán)氧樹脂則要求羥基含量應達到肯定的指標，以增加水溶性及粘合力。此外，羥基對環(huán)氧樹脂的固化有促進作用，并對樹脂的改性亦很重要。目前我國國家標準中還沒有環(huán)氧樹脂羥基含量的測定方法。通常測定羥基含量的方法是以它與酸酐進行反應為基礎的，用被消耗的酸酐量來計算羥基含量。然而環(huán)氧基也能與酸酐反應，從而干擾了測定數(shù)據(jù)的精確性。為了能精

11、確地測定出環(huán)氧樹脂的羥基含量，形成了兩類測定方法：一是排解環(huán)氧基的干擾，直接測定環(huán)氧樹脂的羥基含量；二是打開全部環(huán)氧基使之形成羥基，再從測定出的羥基總含量中減去環(huán)氧樹脂形成的羥基含量。   第一類方法如Stenmark等人依據(jù)氫化鋁鋰能與含活潑氫的基團進行快速、定量反應的原理，用于直接測定環(huán)氧樹脂中的羥基，排解了環(huán)氧基的干擾。但該方法操作簡單，條件要求苛刻，雖經(jīng)一再改進仍需專用儀器，試劑需特殊處理，難以推廣應用。Bring等人接受硬脂酸酰氯在氯仿中?；姆椒?，也可排解環(huán)氧基的干擾。但是需要自制試劑，操作簡單，原料來源困難，所以也難以推廣應用。也有用紅外光譜分析來測定羥基含量

12、，但測定值誤差較大。   其次類方法很多。國內(nèi)多接受吡啶催化的乙?；椒?，或在此基礎上改進的方法。介紹如下：  乙酸酐法   這是我國已沿用多年的方法。其原理是依據(jù)乙酸酐與環(huán)氧樹脂分子中的羥基和環(huán)氧基進行定量酯化反應來測定羥基含量。反應式為：   乙?；噭褐匦抡麴s的吡啶3份與乙酸酐, 份混合搖勻。   測定方法要點：精確稱取0.11g試樣置于200mL碘量瓶中，移取乙?；噭?mL，塞子用吡啶潤濕后蓋緊，在水?。?060）中加熱45min，反應完畢取下。稍冷后加蒸餾水100mL，塞

13、好，振蕩使過量乙酸酐水解成乙酸。冷卻后將瓶塞用正丁醇沖洗至200mL燒瓶中，再將碘量瓶中溶液倒人燒杯中，碘量瓶先后用100mL丙酮和100mL蒸餾水沖洗到燒杯中。用0.1NNaOH標準溶液進行電位滴定法測定終點。平行進行無試樣的空白試驗。羥值H（mol/100g）按下式計算：H=（V1-V2）N/10m-2E   式中 V1、V2分別為空白試驗和試樣耗用NaOH溶液的體積（mL）；        NNaOH溶液的物質(zhì)的量濃度c（NaOH），mol/L；   

14、0;    E環(huán)氧值。    本方法的最終產(chǎn)物顏色大多很深，用容量法滴定時很難精確推斷終點，只能接受電位滴定法測定。而吡啶等有機溶劑對電極腐蝕很大，一根電極只能測定幾個試樣，因此該法很不抱負。  乙酸酐-硫酸法   依據(jù)G.H.Schenk等人提出的酸催化乙?；碚?，在乙?；噭┲刑砑恿藵饬蛩?。硫酸的作用，一是濃硫酸的強酸性能促使乙酸酐轉化為反應活性很高的CH3CO+離子和CH3COOH。CH3CO+離子極易與羥基定量反應：   二是濃硫酸能促進環(huán)氧基快速定量地開環(huán)，形成羥基

15、。原有的羥基與新生成的羥基緊接著進行乙?；?。由于乙酸化生成物中接入了磺酸基團，使反應液顏色變淺，滴定終點易觀看推斷，測定結果精確、牢靠。不需要接受電位滴定法來測定終點。測出的總羥值減去環(huán)氧基生成的羥值（即二倍環(huán)氧值）后，即得環(huán)氧樹脂的羥值。   乙?；噭┑呐渲疲涸?50mL磨口瓶中移入6.57.0mL乙酸酐和1.5mL濃硫酸，搖勻。溶液馬上放熱。冷卻至室溫后加入100mL吡啶。此時溶液放出濃白煙并放熱。馬上塞緊瓶塞并搖勻。放置15min后方可使用。所配溶液應色淺透亮。  測定步驟：稱取0.20.4g試樣（精確到0.2mg）放入250磨口碘瓶中。精確移入10mL乙

16、?；噭Ｔ嚇尤芙夂笤?0左右水浴中加熱回流?；?h。瓶口應加23mL吡啶密封。反應完全后冷卻510min，用20mL蒸餾水沖洗冷凝管。取下冷凝管，用30mL蒸餾水沖洗瓶塞、瓶口和瓶壁。放置45min使過量的乙酸酐完全水解。以0.1%酚酞乙醇溶液為指示劑，用0.5N氫氧化鈉標準溶液滴定至呈現(xiàn)微紅色持續(xù)30s為終點。平行進行無試樣的空白試驗。  環(huán)氧樹脂的羥值H按下式計算：H=（V1-V2）N/10m-2E   式中 V1、V2空白試驗和試樣耗用氫氧化鈉溶液的體積（mL）；       

17、 NNaOH溶液的物質(zhì)的量濃度c（NaOH），mol/L；        m試樣重，g；        E環(huán)氧樹脂試樣的環(huán)氧值，mol/100g。   、乙酸酐-高氯酸法   用高氯酸強化乙酰化反應。其作用與濃硫酸相像。   乙?；噭河梢宜狒?0mL，高氯酸0.47mL和吡啶30mL混合而成。   測定步驟：稱取試樣0.5g左右（精確到0.1mg），加入二氧六環(huán)10mL，移

18、入5.00mL乙?；噭┦怪芙狻７胖?5min后加入12mL蒸餾水，振蕩加入10mL3:1吡啶水溶液，靜置5min后加入25mL丙酮。以0.1%甲酚紅和溴百里酚藍的50%乙醇溶液3滴作指示劑，用0.5mol/L氫氧化鉀乙醇標準溶液滴定至紫色持續(xù)30s為終點。平行進行無試樣的空白試驗。   環(huán)氧樹脂羥值的計算方法與乙酸酐-硫酸法相同。   此方法的優(yōu)點是：高氯酸強化了乙?；磻?，不用加熱和猛烈振蕩。加入丙酮解決了溶液乳化問題。標準溶液為醇溶液，增加了親和作用。反應更明顯。指示劑用混合的甲酚紅和溴百里酚藍，等當點pH值為8.3比較抱負，終點顏色易辨別，數(shù)據(jù)

19、精確、牢靠。  3、平均相對分子質(zhì)量及其分布的測定方法   環(huán)氧樹脂是由聚合度不同的同系大分子組成的混合物，所以環(huán)氧樹脂的平均相對分子質(zhì)量及其分布是環(huán)氧材料最基本的參數(shù)之一。它們與環(huán)氧樹脂及其固化物的性能（如工藝性能、固化性能及使用性能等）有親密的關系。在生產(chǎn)、應用及科學爭辯中都具有重要的實際意義。   M分布的測定方法很多。原則上講，測定M分布就要把M不同的全部組分一一分別并予以定量。但試驗上嚴格的分別是難以實現(xiàn)的。通常是把試樣分成若干個級分并由此確定M分布。分別聚合物的依據(jù)在于利用它的某些性質(zhì)對M的依靠性。大致可分為三類：利用大分

20、子的溶解度對M依靠性的差別進行分別，如沉淀分級法、柱上溶解法、梯度淋洗法等；利用溶液中大分子的體積的差別進行分別，如凝膠色譜法、電鏡觀看法等；利用大分子在溶液中的運動性質(zhì)的差別進行分別，如超速離心法、動態(tài)光散射法等。較常用的方法是：沉淀分級法、溶解分級法、梯度淋洗法和凝膠滲透色譜法等。尤其是凝膠滲透色譜法，具有簡便、分別快、測量范圍不限、適用性廣、重現(xiàn)性好及可以自動化等特點。4、軟化點的測定環(huán)球法（GB/T12007.6-1989）   測定水平銅環(huán)中的樹脂試樣在鋼球作用下于水浴或油浴中按規(guī)定升溫速度加熱至鋼球下落25mm時的溫度，即軟化點。軟化點低于85的樹脂用水浴，高于85的樹脂用油浴。介質(zhì)不同所測軟化點也不同。   試樣制備：將樹脂在高于其估量軟化點60下熔融后，注入放在涂有硅脂的金屬片上并預熱