双酚A环氧树脂有较好的热稳定性,而且分子量越大耐热性越好。未固化双酚A环氧树脂(E-40)在高温下的热失重,显示有足够高的耐热性。超过200℃,氧化分解,生成酚氧游离基;进一步生成苯基游离基,逐次分解生成CO、CH4、酚等,最后碳化。
环氧树脂里加入固化剂之后,由于固化剂种类不同,固化条件和固化程度的不同,环氧树脂固化物的耐热性就不像未固化树脂那样表现单一。不同固化剂的环氧胶黏剂的耐热性与其他胶黏剂耐热性对比,固化剂不同,耐热性相差很大。环氧树脂经固化剂固化之后的耐热性可从物理的和化学的两个角度评价。物理上常用热变形温度(HDT),玻璃化温度(Tg),马丁耐热(简称M),维卡耐热(Vicat)等值表示;化学上常用热稳定性、热老化性、热分解温度等值表示。
各种胺类固化剂固化的双酚A环氧树脂的热变形温度。芳胺固化剂的耐热性高于脂肪胺和聚酰胺。提高固化温度有利于固化物耐热性的提高,就加聚型固化剂而言,固化温度升高对耐热性的提高以如下序列递增:脂肪族多胺<脂环族多胺<芳香多胺≈聚酚<酸酐。
聚酰胺作为环氧树脂固化剂应用很普通,增加其用量可使树脂固化物的韧性得以改善,但导致耐热性降低。为防止耐热性降低,可在聚酰胺固化机理添加一定量的芳香胺改性物。
酸酐固化剂固化的环氧树脂因为电性能优良,且有较好的力学性能、热性能及粘结性能而受到广泛应用。这些性能均受固化剂的结构及官能基数的影响。已经确认,拉伸强度、伸长率及拉伸剪切强度和固化剂的官能基数之间存在线性关系。实际上玻璃化温度或热变形温度岁固化剂官能基数的变化,也呈线性变化。
偏苯三甲酸酐有较高的耐热性。因其熔点高常将它与各种液体酸酐混合使用,共熔混合物黏度很低,和各种液态环氧树脂相容性很好,作业性改善。
环氧树脂作为防护涂层在原子能工业中取得广泛应用。未固化环氧树脂和固化环氧树脂在γ射线的照射下均会发生变化。
未固化环氧树脂受γ射线辐照后物理化学性质要发生一些变化。随着γ射线剂量的增加变化更为明显:溶解性降低,环氧基含量降低,树脂颜色变深。当剂量增大到足够量时,环氧树脂会出现辐射降解。分子结构也会发生变化,分子结构内羰基和羟基含量增加。相对分子质量1000~1600的双酚A环氧树脂受到2MJ/kg剂量辐照后转变成不熔融的产物。
不同固化剂固化的环氧树脂耐γ射线辐照性不同,并以如下顺序递降:苯二甲酸酐>间苯二胺>顺丁烯二酸酐>已二胺≈多亚乙基多胺。多亚乙基多胺在这个序列中处于己二胺相当的位置。在固化剂中存在的苯环提高固化剂及其相应固化的环氧树脂的耐辐射性。当辐照固化的环氧树脂时,辐射剂量<200Mrad条件下,脂肪胺固化的 环氧组成物交联密度增大,固化物的弹性和冲击性强度降低,即涂层的脆性增大。辐照的结果也是固化剂和固化的环氧树脂中发生分子结构变化,熔点也发生变化。用不同固化剂固化的环氧树脂在γ射线辐照后,发生辐射化学转化,释放出游离基量和固化剂本身一样,以如下次序降低:乙二胺>顺丁烯二酸酐>间苯二胺>苯二甲酸酐。
以液态低共熔芳香胺混合物固化的环氧树脂涂层具有较高的耐辐射性。这种业态低共熔芳香胺混合物由聚亚甲基苯胺、间苯二胺及水杨酸组成,在≥10℃的温度下为黏性液体。
环氧树脂组成物在辐照后的耐热性取决于固化剂的类型和射线的吸收剂量。在正常条件下,芳香酸酐固化的环氧组成物的变形温度要超过使用胺固化剂的环氧组成物。但在射线辐照后变现的耐热性不同。