材料科学与工程毕业设计开题报告.doc

开题报告 一 选题的理论价值和现实意义 环氧树脂是指在环氧化合物分子结构中含有两个或两个以上环氧基的一类高聚物的总称。环氧树脂具有硬度高、耐磨性好、附着力高，热稳定性好、绝缘性好、机械强度好和耐化学药品腐蚀性能优异的优点。环氧树脂的应用范围很广泛，主要应用于合成涂料、胶黏剂及复合材料等各个领域。但是，常用的环氧树脂为非水溶性，只溶于芳烃类、酮类及醇类等有机溶剂，而有机溶剂不但价格较贵，而且具有挥发性，对环境造成污染，这一缺点限制了环氧树脂在涂料、胶黏剂行业中的大规模使用。 环氧树脂和水混合加入乳化剂后可以乳化成一种以微粒、液滴或胶体等形式分散于水中的乳液或水分散体，这种乳液或水分散体称之为水性环氧树脂。经过改性后的环氧树脂涂料和胶黏剂既具有溶剂型环氧涂料的优点，又有良好的耐化学品性、附着性、物理机械性、电气绝缘性，又有低污染、施工简便、价格便宜等特点。 乳化剂的选择对环氧树脂的乳化效果影响很大。选择不同的乳化剂对环氧树脂的乳化程度有很大影响，环氧树脂乳化不完全会限制其使用范围；选择不同的乳化剂对环氧树脂乳化后粒子大小及其分布有很大影响，粒子越小，膜的硬化过程越慢，膜的最终硬度越大，相反，较大离子会加速涂层的硬化过程，但最终硬度较小；乳化剂的选择对水性环氧树脂的稳定性影响也很大，无论是外加乳化剂，还是自乳化环氧树脂乳液，他们都处于热力学不稳定状态，尤其是外加乳化剂型乳液，仅有一定的贮存期。因此对环氧树脂乳化时乳化剂的选择的研究很有重要意义。 二 国内外研究现状 水性环氧树脂第一代产品是直接用乳化剂进行乳化，第二代水性环氧体系是采用水溶性固化剂乳化油溶性环氧树脂，第三代水性环氧体系是由美国壳牌公司多年研究开发成功的，这一体系的环氧树脂和固化剂都接上了非离子型表面活性剂，由其配制的涂料漆膜可达到或超过溶剂型涂料的漆膜性能指标。 传统的溶剂型环氧树脂涂料需使用大量的有机溶剂，在施工和固化成膜后，有机溶剂会挥发于大气中，这些挥发性有机物质称为VOC。为适应环保法规对VOC的限制，我国从上世纪90年代初开始水性环氧体系和水性环氧涂料的开发。中国化工报2004年7月13日报道：浙江安邦新材料发展有限公司刚开发研制成功的水分散型自乳化环氧树脂体系属于第三代环氧体系。该体系的一个重要改进是将亲水性的非离子表面活性剂连接到树脂和固化剂中，增加了体系的稳定性。其技术达到了美国壳牌公司同类产品水平。 在化学改性自乳化水性环氧树脂方面作了一些初步研究，用至少含有一种聚醚多胺改性环氧树脂的方法合成环氧树脂乳液，这是一种含富碱基团的阳离子体系。它是由强亲水性胺，如二乙醇胺、聚醚多元胺或其改性物等与环氧树脂反应，生成环氧一胺加成物，再用酸，如甲酸、乙酸、乳酸等中和成盐，即可制成乳液或水性分散体，该乳液经2500rain离心分离0.5h不分层，稳定性较好。 三 研究重点 针对水泥混凝土体系中离子浓度高，阴离子浓度大，PH值高等特点，所以在选择环氧乳液体系的时候，要求其具有一定的抗碱性，因而环氧乳液中的乳化剂不能有阳离子型的存在。 非离子型乳化剂不带电荷，在水溶液中不会解离成离子，其亲水基团一般为聚氧乙烯。他们的乳化效果与溶液的PH值无关。可在较宽的PH值范围内使用。 将非离子型乳化剂与烷基磺酸钠或烷基苯磺酸钠等离子型乳化剂配合使用，可获得很好的乳化效果和很高的乳液稳定性。因为两种乳化剂交替地吸附在胶乳上，降低了同一胶乳粒上的静电斥力，增强了乳化剂在胶乳上的吸附的牢度，非离子型乳化剂有保护作用，使胶乳粒的稳定性提高。另外非离子型乳化剂与阴离子型乳化剂配合使用时胶乳粒的直径比单独使用阴离子型