王崴、金志龍 / 工研院材化所
環氧樹脂合成一般使用無機鹼為反應試劑，並以環氧氯丙烷(ECH)作為反應物與溶劑，反應通常會伴隨著各種副產物生成。傳統上分為一步法及兩步法，透過添加過量ECH、控制反應溫度以避免寡聚物生成。工研院材料與化工研究所開發連續式微流道反應器技術，這種高效能的化學反應方法利用微米尺度的流道，以其高表面積體積比和良好的質傳導性質，達到更精準的反應控制和較短的反應時間，同時提升安全性和經濟性。評估連續式微流道技術在合成雙酚A型環氧樹脂方面具有效益，能夠縮短反應時間並提高產物純度。
【內文精選】
環氧樹脂種類
環氧樹脂是一種重要的塑膠原料，絕大多數工業上重要的環氧樹脂是雙官能基或多官能基環氧化合物。單官能基環氧化合物主要用作稀釋劑、黏度調節劑或黏合促進劑，其中雙酚A型環氧樹脂占最大比例，約占其中60%，再來是雙酚F型環氧樹脂，占20%左右。環氧樹脂具有良好的耐水性、耐熱性、絕緣性及耐腐蝕性，並且對各種材料表面具有高度黏著力，使其廣泛應用於塗料、黏著劑、玻璃纖維、碳纖維、層壓板、電子封裝等領域。
1. 雙酚A型環氧樹脂
環氧樹脂種類繁多，其中最大占比的就是雙酚A型環氧樹脂，通常是以雙酚A與環氧氯丙烷反應得到(圖二)。純的雙酚A型環氧樹脂單體為結晶狀固體，其環氧當量重量(Epoxide Equivalent Weight; EEW)為170。
圖二、雙酚A型環氧樹脂合成路徑
(1) 液態環氧樹脂
雙酚A型環氧樹脂在實用上多以低分子量的液態樹脂為主，如圖二所示，產物結構中n值即代表環氧樹脂的聚合度，越高則分子量越高黏度越大。一般液態環氧樹脂的n平均值小於2，軟化點小於100˚C，常見的液態環氧樹脂其EEW約等於188，黏度小於16,000 cP。
(2) 固態環氧樹脂
在雙酚A型環氧樹脂中，固態環氧樹脂一般指n>2的環氧樹脂，通常n值在2~35之間，其特徵是聚合物中含有大量二級羫基並且末端為環氧官能基。固態環氧樹脂廣泛應用於塗料等用途，較長的主鏈與交聯結構，提供了較高的彈性及韌性；此外，主鏈上的大量羫基還可以與交聯劑(如：異氰酸酯等)進行固化，以形成不同的網狀結構和性能。
2. 含鹵環氧樹脂
含有溴取代的環氧樹脂，具有優秀的阻燃性質，常用於PCB板或是複合材料上。常使用四溴雙酚A (Tetrabromobisphenol A; TBBA)作為溴化環氧樹脂的原料，將四溴雙酚A與雙酚A型環氧樹脂混合製成溴含量為20 wt%~50 wt%的溴化環氧樹脂(圖五) ---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
圖五、溴化環氧樹脂
★本文節錄自《工業材料雜誌》459期，更多資料請見下方附檔。