MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH BẢNG 4 LỜI MỞ ĐẦU 5 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHỰA EPOXY 6 1.1. Lịch sử và giới thiệu về nhựa epoxy 6 1.1.1. Lịch sử 6 1.1.2.Giới thiệu 6 1.2. Phân loại. 7 1.2.1.Bisphenol A diglycidyl ether 7 1.2.2.Epoxy glycidylamine 8 1.2.3.Dạng Aliphatic epoxy 8 CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT CỦA NHỰA EPOXY 10 2.1. Tính chất vật lý 10 2.2. Tính chất hóa học 10 2.3. Tính chất của nhựa epoxy trên nền bisphenolA 11 CHƯƠNG 3: TỔNG HỢP NHỰA EPOXY VÀ ỨNG DỤNG 13 3.1. Nguyên liệu điều chế 13 3.1.1. Epiclohydrin 13 3.1.2. Diphenylol propan 14 3.2. Điều chế nhựa epoxy 15 3.2.1. Phản ứng tạo nhựa diepoxy 15 3.2.2. Phản ứng tạo nhựa polyepoxy 17 3.2.3. Sản phẩm epoxy hoá các hợp chất không no 19 3.3. Tiến hành thí nghiệm điều chế Epoxy 19 3.3.1. Chuẩn bị nguyên liệu 19 3.3.2. Chuẩn bị thiết bị phản ứng 20 3.3.3. Ngưng tụ tạo nhựa 20 3.3.4. Chưng tách epiclohydrin 20 3.3.5. Rửa nhựa 21 3.3.6. Chưng tách nước 21 3.3.7. Lọc nhựa 21 3.3.8. Chưng tách toluen 21 3.4. Ứng dụng 22 3.4.1. Sơn và lớp phủ 22 3.4.2. Chất kết dính 22 3.4.3. Vật liệu cách điện 22 3.4.4. Ngành công nghiệp hàng không vũ trụ 22 3.4.5. Vật liệu điện tử 23 3.4.6. Vật liệu trong xây dựng Composite 23 KẾT LUẬN 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO 25 DANHMỤC HÌNH BẢNG Hình 1: Cấu trúc không gian nhóm epoxide…………………….…………...7 Hình 2: Sản phẩm của bisphenolA và epiclohydrin……………………...…7 Hình 3: Tổng hợp bisphenolAdiglycidyl ete có khối lượng phân tử lớn…..8 Hình 4: Cấu trúc epoxy glycidylamine………………………………….…...9 Hình 5: Công thức cấu tạo của 3,4Epoxycyclohexylmetyl3, 4epoxycyclohexan cacboxyl…………………………………………………...9 Hình 6: Công thức cấu tạo của Epiclohydrin………………………………..13 LỜI MỞ ĐẦU Ngày này cùng với sự phát triển của công nghệ hiện đại, công nghệ 4.0 thì ngành công nghệ hóa học ngày càng phát triển và nghiên cứu ứng dụng vào thực tế nhiều sản phẩm mang tính chất đặc biệt. Và ngành khoa học nghiên cứu về các hợp chất cao phân tử cũng không nằm ngoài xu hướng phát triển đó. Các loại sản phẩm ứng dụng hợp chất cao phân tử đặc biệt là polymer đang được ứng dụng mạnh mẽ đem lại giá trị hơn so với các hợp chất thông thường. Các polymer cao phân tử mang nhiều tính chất nổi bật về cả hóa học và vật lý như: bền hóa chất, thời tiết, chống mài mòn, cách âm, cách nhiệt...và đó là xu hướng phát triển của ngành sản xuất vật liệu polymer cao phân tử. Một trong những sản phẩm phổ biến đang được ứng dụng nhiều trong vật liệu polymer là nhựa epoxy. Epoxy là tên gọi chung cho các loại nhựa tổng hợp có chứa nhóm epoxy trong phân tử được xem như monomer không chứa liên kết ngang và oligomer có chứa nhóm epoxy. Epoxy có thể xem vừa là nhựa nhiệt dẻo chưa qua biến tính vừa là nhựa nhiệt rắn. Epoxy được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như làm lớp phủ, chất kết dính, là thành phần trong composite, polymer chữa bệnh, Nói chung, epoxit được biết đến với khả năng bám dính tuyệt vời, khả năng chịu hóa chất và nhiệt, các đặc tính cơ học tốt đến xuất sắc và cách điện rất tốt.
TỔNG QUAN VỀ NHỰA EPOXY
Giới thiệu
Nhựa Epoxy (polyepoxide) là từ dùng để chỉ các hợp chất có nhóm epoxide (nhóm oxyrene)
Nhựa epoxy có khả năng phản ứng liên kết chéo với chính nó hoặc với các chất đồng phản ứng như amin đa chức, axit, phenol, rượu và thiols, thường được gọi là mercaptan Các chất này thường được xem là chất làm cứng hoặc chất kết dính, và quá trình liên kết ngang giữa chúng được gọi là đóng rắn.
Phản ứng của polyepoxit với chất làm cứng đa chức năng tạo ra polyme nhiệt rắn, mang lại đặc tính cơ học vượt trội cùng với độ bền nhiệt và hóa học cao Epoxy được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, bao gồm lớp phủ kim loại, linh kiện điện tử, đèn LED, chất cách điện có độ căng cao, sản xuất chổi sơn, vật liệu nhựa gia cố bằng sợi, và chất kết dính cho cấu trúc cùng nhiều mục đích khác.
Hình 1: Cấu trúc không gian nhóm epoxide.
Nhựa epoxy có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau, nhưng chủ yếu dựa trên hợp chất chứa một hoặc nhiều nhóm epoxide Phân loại này giúp xác định các đặc tính và ứng dụng của nhựa epoxy trong các lĩnh vực khác nhau.
+ Diepoxy là loại epoxy chứa 2 nhóm oxyrene ở đầu mạch như nhựa điều chế từ bisphenol-A và epiclohydrin.
Hình 2 : Sản phẩm của bisphenol-A và epiclohydrin.
+ Polyepoxy có chứa lớn hơn hoặc bằng 3 nhóm oxyrene trong mạch như sản phẩm từ phelol formandehyde đa tụ với epiclohydrin.
+ Loại nhựa thu được tử phản ứng epoxy hóa các hợp chất không no mang nhiều ưu điểm vượt trội.[1]
Như vậy, nhựa epoxy sẽ có 3 loại đặc trưng dựa trên phân loại của chính nó.
Bisphenol A diglycidyl ether
Sản phẩm của phản ứng trùng ngưng giữa epichlorohydrin (ECH) và bisphenol A là nhựa epoxy phổ biến nhất hiện nay Quá trình tiền trùng hợp tạo ra các ete diglycidyl có trọng lượng phân tử cao hơn (n ≥ 1) từ phản ứng giữa bisphenol A và các đơn vị bisphenol A khác Sản phẩm với một vài đơn vị lặp lại (n = 1 - 2) là chất lỏng trong, nhớt, được gọi là nhựa epoxy lỏng Trong khi đó, sản phẩm có nhiều đơn vị lặp lại hơn (n = 2 - 30) ở nhiệt độ phòng là chất rắn không màu, được gọi là nhựa epoxy rắn.
Hình 3: Tổng hợp bisphenol-A-diglycidyl ete có khối lượng phân tử lớn.
Epoxy glycidylamine
Nhựa epoxit chức năng cao được hình thành từ phản ứng giữa amin thơm và epichlorohydrin, với các loại quan trọng như triglycidyl–p-aminophenol (chức năng 3) và N, N, N′, N′-tetraglycidyl-bis-(4-aminophenyl)-methane Nhựa này có độ nhớt thấp đến trung bình ở nhiệt độ phòng, giúp dễ dàng xử lý hơn so với nhựa EPN hoặc ECN Đặc biệt, nhựa epoxit có khả năng phản ứng cao, chịu nhiệt độ tốt và sở hữu các đặc tính cơ học vượt trội của mạng đóng rắn.
Dạng Aliphatic epoxy
Có hai loại nhựa epoxy béo phổ biến: loại được tạo ra từ quá trình epoxy hóa các liên kết đôi, bao gồm epoxit xycloaliphatic và dầu thực vật đã epoxit hóa, và loại hình thành từ phản ứng với epichlorohydrin, như glycidyl ete và este Epoxit xycloaliphatic có cấu trúc phân tử chứa một hoặc nhiều vòng béo và vòng oxiran, ví dụ như 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3', 4'-epoxycyclohexane carboxylate, được sản xuất thông qua phản ứng giữa anken mạch vòng và peracid.
Hình 5: Công thức cấu tạo của 3,4-Epoxycyclohexylmetyl-3',
Epoxit xycloaliphatic có cấu trúc béo và hàm lượng oxiran cao, không chứa clo, mang lại độ nhớt thấp và khả năng chịu thời tiết tốt sau khi đóng rắn Mặc dù nhựa epoxy béo polymer hóa chậm ở nhiệt độ phòng, nhưng thường cần nhiệt độ cao hơn và chất xúc tiến phù hợp Với mật độ điện tử thấp hơn so với chất thơm, epoxit xycloaliphatic phản ứng kém với nucleophile, khiến cho các chất làm cứng nucleophilic như amin không thích hợp cho liên kết chéo Do đó, chúng thường được đồng hóa bằng nhiệt hoặc bắt đầu bằng tia cực tím trong phản ứng điện phân hoặc cation Nhờ vào hằng số điện môi thấp và không có clo, epoxit xycloaliphatic được sử dụng để bao bọc các hệ thống điện tử như vi mạch và đèn LED, cũng như trong sơn và vecni xử lý bằng bức xạ, mặc dù có giá thành cao.
TÍNH CHẤT CỦA NHỰA EPOXY
Tính chất vật lý
Nhựa epoxy là loại nhựa nhiệt rắn, có màu từ vàng sáng đến trong suốt, ở dạng lỏng (M