環氧樹脂

環氧樹脂（英語：Epoxy resin），又稱作人工樹脂、人造樹脂、樹脂膠等，是分子中含有兩個或兩個以上環氧基團的高分子化合物。它是非常重要的熱固性塑膠，廣泛用於黏著劑、塗料等用途。環氧基團的 IUPAC 名稱是環氧乙烷（oxirane）。

環氧樹脂可以通過催化均聚與其自身反應，或與多種共反應物反應，包括多官能胺、酸（酐）、酚、醇和硫醇（mercaptan）。 這些共反應物通常稱為硬化劑或固化劑，而交聯反應通常稱為固化。

大多數人造樹脂由環氧氯丙烷（epichlorohydrin，${\ce {C3H5ClO}}$）和雙酚A（酚甲烷，bisphenol-A，${\ce {C15H16O2}}$）產生化學反應而成。

結構

環氧樹脂得名於其結構上的環氧基。雙酚A型環氧樹脂是最常用的環氧樹脂。通過如同固化反應，環氧樹脂可以形成三維交聯高分子結構。

• 基於胺類固化劑的固化反應：胺類固化劑可以打開環氧基。若所使用的胺類固化劑（常用的固化劑為雙氰胺，DICY）有兩個以上的功能團則可以生成交聯結構。
• 基於酐類固化劑的固化反應：酐類固化劑在胺催化劑的作用下可以和環氧基反應。酐類固化劑還可以在氫氧根的催化作用下和環氧基反應。
• 其他：苯酚也可以同環氧基反應。

性質

化學性質

環氧樹脂固化過程為放熱反應，當使用快速催化劑鑄造大型零件時需要注意散熱，防止溫度上升過高達到小分子沸騰溫度。燃燒時產生黃色火焰；有酚類的味道。

環氧樹脂具有仲羥基和環氧基，仲羥基可以與異氰酸酯反應。環氧樹脂作為多元醇直接加入聚氨酯膠黏劑含羥基的組分中，使用此方法只有羥基參加反應，環氧基未能反應。

用酸性樹脂的羧基，使環氧開環，再與聚氨酯膠黏劑中的異氰酸酯反應。還可以將環氧樹脂溶解於乙酸乙酯中，添加磷酸加溫反應，其加成物添加到聚氨酯膠黏劑中，可使膠的初黏、耐熱性以及水解穩定性等都得到提高。

物理性質

• 密度：1.1～1.2公克/立方公分（與固化程度有關）

生產與應用

工業生產

環氧樹脂在全世界的年產值大約150億美元。環氧樹脂在美國的主要生產廠家和品牌包括Hexion（原Shell Development Company）的Epon，陶氏化工的D.E.R牌和亨斯邁公司（Huntsman）先進材料業務部（原汽巴精化）的Araldite牌。

應用

環氧樹脂廣泛用於：

• 塗料及黏合劑
• 模鑄各種電子器件、集成電路封裝材料和電路板
• 製造工業零件製品等
• 鋁罐內層，尤其是酸性的食品或飲料，例如汽水
• 土木建築結構物補強，可與碳纖維或玻璃纖維搭配使用成為具有極高抗拉強度的補強材料。
• 用於作為人造石的生產。
• 防水材料。

環境與安全

環氧基會與人體內的多種基團反應，因此通常被認為是有毒或者致癌物質，在使用的時候應該避免皮膚接觸。環氧樹脂的固化劑大多也是有毒物質。

環氧氯丙烷（${\ce {C3H5ClO}}$）易燃，含毒性和致癌物質。

雙酚A（酚甲烷，${\ce {C15H16O2}}$）是內分泌干擾素（也就是擾亂生殖系統的化學物質）。

根據綠色和平組織（GreenPeace）於2006年4月發表的報告《我們的生殖健康和化學暴露》（Our reproductive health and chemical exposure），雙酚A可影響男性生殖器官、導致早熟、母乳減少。

外部連結

• Epoxy.com網頁 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• Dow Chemical環氧樹脂 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• Macrogalleria環氧樹脂 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• 中國環氧樹脂網 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• 環氧樹脂翻模教學 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）