环氧树脂（Epoxy resin）简称EP，分子式为(C 11 H 12 O 3 )n， 是指一个分子中含有两个或两个以上环氧基团，并在适当的化学试剂下能形成三维网状固化物的化合物总称，是一类重要的热固性树脂。 环氧树脂分子结构中含有活泼的环氧基、醚键等，可以和多种类型的固化剂（多元胺类固化剂、酸酐固化剂、多元酚类固化剂等）发生交联固化反应，从而将其线性结构变为体型结构，得到热固性的聚合物。
环氧树脂的种类很多，可根据环氧树脂分子结构大体可分为五大类，即 缩水甘油 醚 类、缩水甘油 类 、缩水甘油胺类、脂肪族类、脂环族类及其它改性品种，其中以缩水甘油醚类中E型环氧树脂产量最大，应用最广。
环氧树脂具有良好的粘结性、电绝缘性及耐 化学 腐独性，以及它在浇铸件、灌注、密封、粘合剂、压制品和涂料方面的多适应性。因而可用于许多行业，如造船、化工、电器、国防、医疗以至宇航等方面。相当大一部分环氧树脂用于涂料工业，制造坚硬、柔韧、耐化学腐蚀的漆膜。
历史
1891年，环氧树脂首次被 德国 的Lindmann发现。 1933年，德国施拉克（Schlack）首创了由 双酚A 合成环氧树脂的方法。 1939年， 美国 格林里（Green lee ）制得分子量较高的双酚A型环氧树脂。 1960年前后，相继出现了热塑性 酚醛 环氧树脂、卤代环氧树脂、 聚烯烃 环氧树脂。
1934年，德国 法本公司 的Schlack发现用胺类化合物可使含有多个 环氧 基团 的化合物聚合成高分子化合物，生成低收缩率的塑料。 1936年， 瑞士 卡斯坦（Castan）用制得的低 熔点 双酚A型环氧树脂与 邻苯二甲酸酐 反应生成热固性环氧树脂，制得浇铸制品和 模塑 制品。
1947年， 美国 的Devoe-Raynolds公司完成了环氧树脂的第一次工业化生产，随后瑞士CIBA（汽巴）公司、美国Shell（ 壳牌 ）和Dow（道）公司开始环氧树脂的工业化生产和应用开发工作，由此进入高速发展阶段。 1992年，世界环氧树脂生产能力达到约100万吨/年，其中美国约占40%。 中国自1956年开始研究环氧树脂，于1958年实现工业化生产，2015年环氧树脂总产量约115万吨。
性质
物理性能
力学性能
未 固化 的环氧树脂为黏性液体或 脆性 固体，为热塑性线性低聚物，只有在与 固化剂 固化形成三维交联网络结构后，环氧树脂才具有机械性能。 固化后的环氧树脂 分子结构 致密，具有很强的内聚力，因此其力学性能高。 环氧 树脂 基体 主要为中温（120°C）固化和高温（177°C）固化两大类，纯树脂基体典型物理力学性能见下表。
变形性能
环氧 树脂是热固性树脂中固化收缩率最低的品种之一，环氧树脂的固化主要是依靠环氧基的开环加成聚合，没有水或其他 挥发性 副产物放出， 固化 过程不产生低分子物。同时环氧树脂本身具有仲 羟基 ，再加上环氧基 固化 过程产生的部分残留经基，它们的 氢键 缔合作用使分子排列紧密。因此环氧树脂的收缩率较小，一般为1%~2%。
电绝缘性能
环氧树脂是热固性树脂材料中介电性能最好的树脂之一。 固化后的环氧树脂吸水率低，不再具有活性 基团 和游游离的粒子，环氧树脂固化交联物作为封装材料时，交联结构限制了 极性 基团的 极化 ，介电损耗小因此具有优良的电绝缘性。
加工性能
环氧 没药树 具有良好的加工性。 固化 前的环氧树脂是热塑性的，在树脂的软化点以上温度范围内环氧树脂和 固化剂 、助剂、填料有良好的混溶性，在固化过程中没有低分子物质放出，可以在常压下成型。因此操作十分方便，不需要过分高的技术和设备。
粘结性能
粘接强度高，粘接面广。 环氧 树脂的结构中具有 羟基 、醚键和活性极大的环氧基他们使环氧树脂的分子和相邻界面产生电磁 吸附 或 化学键 ，尤其是环氧基在固化剂作用下发生交联聚合反应生成三向网状结构的大分子，分子本身有了一定的内聚力，因此环氧树脂的粘结性特别强，它与许多非 金属材料 （玻璃、部分混凝土、木材）的粘结强度往往超过材料本身的抗拉强度。
化学性能
稳定性
环氧树脂化学稳定性好。 固化 后的环氧树脂分子主链是醚键和笨环，三向交联结构致密且封闭，且只要不含有酸、碱、盐等杂质，在密封、不受潮、不遇高温的条件下可以有1年的使用寿命，1年后检验合格仍可使用。
应用领域
环氧树脂具有优良的物理、机械和电绝缘性能，与各种材料的粘接性能以及使用工艺的灵活性。因此它能制成涂料、胶黏剂和成型材料，并在电气、电子、光学机械、 工程技术 、土木建筑及文体用品制造等领域得到了广泛的应用。
粘合剂
环氧树脂对各种 金属材料 如铝、钢、铜、铁等及非金属材料如木材、玻璃、混凝土等，热固性塑料如 酚醛 等都具有优良的粘接性能，因此有" 万能胶 "之称。但对 聚烯烃 类塑料如 聚氯乙稀 、 聚乙烯 等的粘合性不好。 环氧树脂可作为飞机中机体的粘结、蜂窝夹层板（制造前翼、后翼、机身及门）的芯材与面板粘接、直升机的 螺旋桨 裂纹修补、护岸护堤等的水泥块固定、新旧水泥连接、 瓷砖 的粘接、玻璃的粘接。 环氧树脂在木材工业中常用于难于胶接的 蔷薇科 阔叶树（如 紫檀 、 黑檀 、铁刀幕、 花梨木 等）的高密度木材。
涂料
防腐蚀 环氧 树脂涂料：人们以防腐蚀涂料的特定要求为依据，分别设计出了纯环氧树脂涂料、环氧煤焦 沥青 防腐蚀涂料、无溶剂环氧树脂防腐蚀涂料、环氧 酚醛 防腐蚀涂料等。
舰船涂料：环氧树脂涂料附着力强，防锈性和耐水性优异，机械强度和耐 化学 药品性良好，在舰船防护中起重要作用。环氧树脂涂料用于船壳、水线和 甲板 等部位，发挥了耐磨、耐水和黏结性强等特点。
电气绝缘环氧树脂涂料：环氧树脂涂料形成的 涂层 具有 电阻 系数大、介电强度强、介质损失少和"三防"（耐湿热、耐 霉菌 、耐盐雾）性能好等优点，广泛用于浸渍电机和电器等设备的 线圈 、 绕组 和各种绝缘纤维材料，各种组合配件表面涂覆，黏结各种 绝缘材料 和裸露 导线 涂装等。
食品罐头内壁涂料： 有机高分子化合物 量 环氧 树脂和 酚醛 树脂共聚而成的环氧酚醛涂料印在 镀锡 薄钢板上，经高温 烘焙 成涂膜，可用于水果、蔬菜、肉类、 鸟纲 、水产等食品罐头的内壁。
水性涂料 ：用环氧树脂配置的水性 电泳涂料 有独特的性能， 涂层 不但有良好的防腐蚀性，而且有一定的装饰性和保 色性 ，电泳涂料除用于 汽车工业 外外，还用于医疗器械、电器盒等轻工产品。双组分 水性环氧树脂 涂料用于新与旧混凝土间的黏丝洁，有优异的黏结强度，能有效防止机械损伤和 化学 药品危害。它对 核反应堆 装备进行防护，容易除去 放射性污染 。
地下设施防护涂料：地下设施的防护，是环氧树脂涂料或 改性聚丙烯 涂料的重要用途之一，因为环氧树脂涂料有优良的防水 渗漏 效果，其中 环氧- 聚氨酯 涂料可用于地下 贮罐 的防腐蚀。
塑料
环氧树脂可以用作注塑塑料、 泡沫塑料 、模压塑料等塑料品种。 环氧树脂有着优良的电性能、耐湿性、粘合性、耐 化学 药品性能及机械强度，因此，可用环氧树脂制铸模或模具用来代替酚醛塑料及 聚酯 塑料，这能够克服塑料生产操作不便、 固化 温度高和收缩性大等缺点。
浇筑 环氧 塑料制品在无线 电子 及电气工业用来浇铸各种电气部件和大型绝缘设备，所做成的浇铸件有结构结实，重量轻，体积小及电性能优良。
注射 环氧 塑料制品可用于汽车的 发动机 部件、 头灯 反射镜和制动用制品，电器工业用开关的壳体和 线圈 的 骨架 ， 家用电器 的底座、电动机外壳等。
环氧 泡沫塑料 可用于防冻保护层， 它的使用温度可达200°C，能就地发泡而熟化时无需外热，具有很强的粘合力， 化学 上惰性，能自熄。
环氧树脂玻璃离钢，是由 玻璃纤维 及其制品（如 玻璃布 、玻璃带）与环氧树脂制成的。其具有质量轻、 比强度 大、耐介质腐蚀、易成型等优点。 环氧树脂玻璃钢可用于制作船舶、汽车、飞机的零部件，此类部件具有质量轻、强度大和使用寿命长等特点。
其他
环氧树脂在建筑、水利行业中的应用的形式包括地坪、 防腐涂料 、其它建筑涂料、 复合材料 混凝土、环氧沥青、建筑补强和 堵漏材料 、大坝防腐材料等。
环氧树脂在石油石化行业中以防腐为核心，应用形式主要有海上石油平台、 油罐 、输油管道防腐材料。
化学结构
环氧 树脂分子的两端有环氧基，每一个 链节 中都含有一个 羟基 ，所以环氧 树脂 粘附力强。 环氧 树脂是线型大分子，呈热塑性，由于结构中含有脂肪族羟基、 醚基 及十分活泼的环氧基，羟基与醚基都是 极性 基，环氧树脂分子和被粘物表面之间会产生极性吸力，而环氧基与含有活泼氢的化合物起反应生成 化学键 ，从而达到树脂的 固化 。
分类
环氧树脂按照室温条件下所呈现的状态，可分为液态环氧树脂和固态环氧树脂； 根据其 化学 结构，可分为五类： 缩水甘油 醚类、缩水甘油 酯类 、缩水甘油胺类、线性脂肪族类及脂环族类。
缩水甘油醚类
该类环氧树脂的特点是大多数为长链线型分子，黏度很低，具有水溶性。 缩水甘油醚类环氧树脂是由含活泼氢的酚类或醇类与 环氧氯丙烷 反应得到的，是工业上用量最大的一类环氧树脂，而其中又以二酚基丙 型环氧树脂（又称 双酚 A型环氧树脂）用量为最大。除此之外，还有 酚醛 多环氧树脂、其他的酚类缩水甘抽醚型环氧树脂以及脂肪族 多元醇 缩水甘油醚 型环氧树脂等。
缩水甘油脂类
缩水甘油酯类的环氧树脂通常由 羧酸 与 环氧 氯丙烷在 催化剂 及碱存在下进行反应制得。该类的主要品种有 邻苯二甲酸 二缩水甘油酯、 间苯二甲酸 二缩水甘油酯、 对苯二甲酸 二缩水甘油酯。
缩水甘油酯类的环氧 树脂 具有以下优点：黏度较低，操作工艺性好；与 固化剂 反应活性高；黏结力好；树脂 固化 物力学性能好；电绝缘性好；耐超低温性好，在-253°C~-196°C超低温下仍具有比较高的黏强度；有较好的表面光泽度，透光性、耐候性好。
缩水甘油胺类
缩水甘油胺类 环氧 树脂通常是由脂肪族或芳香族 伯胺 或 仲胺 与环氧氧丙烷合成得到的。该类主要品种有三聚氯酸环氧树脂、 4-氨基苯酚 环氧树脂、4，4'一二 氨基二苯 甲烷 环氧树脂。
这类树脂的结构特点是多官能度、 环氧值 高，在多官能度环氧树脂中占很大的比重。固化物交联密度高、耐热性好，其热变形温度比多官能度 缩水甘油醚 类玲环氧树脂的热变形温度高20~40°C，而且 C3H6O2 胺类环氧树脂具有良好的黏结性，作为 复合材料 的 基体 材料时有很大优势。
线性脂肪族类
脂环族环氧树脂 是由脂环族 烯烃 的 双键 在 过氧乙酸 或过 过氧化氢 的作用下经环氧化而制得的。这类树脂中比较重要的品种有二氧化 双环戊二烯 和二氧化双环下 戊烯 基醚等。 该类环氧树脂的特点是 固化 收缩率大、耐热、耐冲击。
脂环族类
脂肪族 环氧 树脂是由脂肪族烯烃的双键在过醋酸或过氧化氢的的作用下经环氧化而制得的，其与二酚基 丙烷 型环氧树脂以及脂环族环氧 树脂 不同，在分子子结构中既无 苯环 ，也无脂环，只有脂肪链，环氧 基团 与脂肪链相连。脂肪族环氧树脂中比较有代表性的品种是环氧化 聚丁二烯 树脂。 该类环氧树脂的特点是抗压、抗拉强度较高，耐高温、耐 电弧 、耐老化。
合成方法
环氧 没药树 的合成工艺主要有两种方法：
（1）多元酚、 多元醇 、 多元酸 或 多元胺 等含活泼氢原子的化合物与 R-环氧氯丙烷 等含 环氧 基的化合物经缩聚而得。如 缩水甘油 酵类、缩水甘油 脂类 和缩水甘油胺类树脂；
（2）链状或环状 双烯 类化合物的 双键 与 过氧酸 （一般为 过氧乙酸 ）经环氧化加成而得。如脂环族环氧化树脂和环氧化 烯烃 类树脂。
双酚A环氧树脂合成
合成方法：在 氢氧化钠 溶液存在下，1mol双酚A和2mol 环氧氯丙烷 于65°C在 四丁基氯化铵 作用下进行酸化和 环化 反应。
合成原理：由环氧氯 丙烷 与双酚 A（二酚基丙烷）经缩聚而成，反应式如下：
脂肪族环氧树脂合成
工业上通常是由含有两个双键的脂环或脂肪烯烃化合物经过 氧化物 （如 过氧化乙酸 ）的氧化作用形成 环氧 化脂环或脂肪烯烃化合物。其反应过程如下图所示。
环氧树脂的固化
环氧树脂本身是一种线性分子，呈现热塑性，未固化的环氧树脂是黏性液体或者 脆性 固体没有力学性能，不能直接使用，必须外加 固化剂 ，使环氧树脂在一定的条件下与固化剂发生化学反应，生成三维网状结构的体型 高聚物 。 选用适当的固化剂固化环氧树脂并有效控制反应进程，对固化后环氧树脂的性能有着深远的影响，不同的固化剂对反应体系的要求不一样，相应产物的力学性能和其他性能亦有相当大的不同。
环氧 没药树 的固化温度提高，会加快反应 速率 ，使得 凝胶 时间变短、固化周期变短、 复合材料 制品的生产效率提高。但凝胶时间变短有可能使树脂系统的操作工艺性变差（来不及进行复合材料的成型操作，树脂就发生了凝胶）或者造成树脂 固化 物交联密度分布不均匀，使的固化物的性能下降。
反应性固化剂
该类 固化 剂可以与 环氧 树脂进行 加成反应 ，并通过逐步聚合反应的历程使其交联成体型 网状结构 ，这类固化剂 分子结构 中一般都含有活泼氢原子（或者能转化生成活泼氢原子），活泼氢原子与 环氧 树脂中的环氧 基团 发生开环加成反应，这类固化剂主要有多元伯胺、多元 羧酸 酐、多元酚和多元 硫醇 等。
催化剂固化剂
该类固化剂可以引发环氧树脂分子中的环氧基团按 阴离子 或 阳离子 聚合的 反应机理 进行固化，如 叔胺 、 三氟化硼 配位化合物 等。
环氧树脂的改性
增塑剂改性
环氧树脂经增塑剂改性后，柔韧性、冲击强度和极限伸长率都有所提高，但提高幅度有限，而拉伸强度、 玻璃化 温度等性能则有很大的降低。主要原因是增塑剂与环氧树脂的相容性差，在 固化 过程中增塑剂会从环氧树脂连续相中离析出来，从而影响改性效果。
增韧剂改性
增韧剂的 分子结构 中有 环氧 基团 能与环氧树脂或 环氧树脂固化剂 反应，同时二者有较好的相容性。因此，增韧效果较好，但环氧树脂的固化速度和机械强度较差。
共混合金改性
共混合金是指 有机高分子化合物 弹性体 与环氧树脂形成海岛状结构。改方法改性后的环氧树脂韧性得到提高，但是抗张强度、 玻璃化 转变温度、拉伸模量、断裂 应力 都有所降低。
纳米粒子改性
采用纳米粒子 改性聚丙烯 不仅能提高 环氧 树脂的柔韧性能，同时能使强度得到很大的提高。纳米粒子改性环氧树脂的特点是只需要极少量的纳米粒子（一般为环氧树脂质量的1%~10%），改性体的性能就能得到明显改善。用于环氧树脂改性的纳米粒子常用的有纳米SiO 2 ，纳米TiO 2 、纳米Al 2 O 3 ，、纳米CaCO 3 、 黏土 、 碳纳米管 等。纳米粒子不同，环氧 树脂 的改性侧重点也不同，应根据需要改性的方向合理选择纳米粒子。
技术指标
平均相对分子质量及其分布
合成得到的环氧树脂实际上是多相对分子质量的 预聚物 ，是不同链长聚合物分子的混合体，聚合物的平均相对分子质量及其分布对树脂的性能影响很大，因此是环氧树脂的一项重要指标。测定方法有 凝胶 色谱法（GPC）、液相色谱法（HLPC）等。
环氧值与环氧当量
环氧值是环氧树脂最主要的技术指标，是指每100g环氧树脂中所含环氧 基团 的物质的量，环氧值=（环氧基团的数目/树脂相对分子质量）×100。环氧当量是指每一个环氧基团相对应的树脂的相对分子质量，环氧当量=树脂相对分子质量/环氧基团的数目，环氧当量是环氧值的 倒数 乘以100。环氧当量的测定可以采用红外光谱、 拉曼光谱 或核磁共振光谱等方法。
氯含量
环氧树脂中的氯含量一般是指环氧树脂在合成过程中未脱HCl而发生闭环反应、各种副反应以及水洗不完全而残留在环氧树脂中氯的含量。主要包括无机氯（Cl - ）和有机氯。树脂中的 无机 氯离子能与胺类 固化剂 起配合作用而影响树脂的固化反应，同时也影响树脂固化物的电性能。因此，氯含量也是环氧 树脂 的一项重要指标，其含量应尽可能地降低。氯含量的测定方法常采用 水解 萃取法。
挥发物含量
挥发物含量是指的环氧树脂中含有 溶剂 或水分等 小分子 挥发物的多少，它反映的是树脂合成过程中溶剂或水分的脱除情况，脱除得越干净，挥发物含量越低。
软化点
软化点是固体环氧树脂的一个性能指标。固态环氧树脂的软化点一般随其相对分子质量的增加而提高。软化点常用Durran 汞 法和环球法来测定。
黏度
黏度是液体环氧树脂的一个性能指标。固体环氧树脂看在升高温度时会发生熔融有时也需要测定熔体的黏度。通常采用旋转黏度计、 毛细管 黏度计和落球式黏度计等来测定。
代号与牌号
中国的环氧树脂按其主要组成进行分类，不同的型号如下表。
安全事宜
安全标示
危害
主要表现为 呼吸道 及眼的刺激症状和 接触性皮炎 。
环氧树脂接触到眼及呼吸道，会引起刺激症状比如流泪、刺痛、眼睑浮肿、 结膜 充血、咽干、咽喉发痒、咽部充血、咳嗽、 胸闷 、气急、呼吸音粗糙等。
环氧树脂接触到皮肤会引起 皮炎 ，发病率可高达22%~43%。多发生于面、颈部及四肢暴露部位，严重时泛发全身，表现为红斑、水肿、 丘疹 、 水疱 ，持续接触可发生 湿疹 样变。