電子束(EB)固化技術(shù)作為熱固性樹脂固化成型新方法，具有高效、低成本、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。EB固化最早的目標(biāo)是航空航天用高性能熱固性樹脂，后面材料科學(xué)家繼而將眼光投向環(huán)氧樹脂，研究表明EB固化環(huán)氧樹脂能獲得高性能結(jié)構(gòu)材料，并已在固體發(fā)動(dòng)機(jī)殼體材料等方面得到應(yīng)用。EB固化環(huán)氧樹脂的主要優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)樹脂常溫下快速固化。這種優(yōu)點(diǎn)使其日益受到人們的重視，并被譽(yù)為21世紀(jì)熱固性樹脂生產(chǎn)的新技術(shù)。
與熱固化相比，電子束固化所需的能量?jī)H為其1/10～1/20，而固化速度卻為熱固化的10倍。同時(shí)由于EB固化在常溫下進(jìn)行，大大減小了熱收縮造成的應(yīng)力集中和殘余應(yīng)力，改善了固化樹脂的力學(xué)性能。Janke等人的研究表明，EB固化某些環(huán)氧樹脂其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可高達(dá)390℃，其Tg已超過了某些聚酰亞胺，可用于制備高耐熱性材料。Farmer等人通過研究發(fā)現(xiàn)EB固化環(huán)氧樹脂可采用層壓、纖維纏繞、樹脂傳遞模塑(RTM)以及真空樹脂傳遞模塑(VARTM)等多種方法成型，其加工工藝具有多樣性。Iverson等發(fā)現(xiàn)EB固化環(huán)氧樹脂的揮發(fā)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般低于0.1%，大大小于熱固化時(shí)的排放量，使得溶劑揮發(fā)對(duì)環(huán)境和操作人員的影響降至最低。目前關(guān)于采用EB固化環(huán)氧樹脂，在某些方面仍存在一些分歧。張佐光等人研究發(fā)現(xiàn)，某些雙酚A型環(huán)氧樹脂(如Shell Epon 828)若僅采用EB固化，所得樹脂固化度較低需進(jìn)行熱處理。EB固化后的環(huán)氧樹脂在其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度附近進(jìn)行熱處理可大大提高其固化度及高溫模量等物理性能。而Janke等人則認(rèn)為不經(jīng)熱處理同樣可獲得高性能的復(fù)合材料，有關(guān)這方面的研究仍在進(jìn)行中。
EB固化是指單體或低聚物在高能電子束的作用下分子間發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而固化。其反應(yīng)機(jī)理與陽離子聚合反應(yīng)有相似之處。由于反應(yīng)體系在EB作用下產(chǎn)生陽離子、陰離子、自由基等中間體，因此不同體系其固化機(jī)理不盡相同。對(duì)環(huán)氧樹脂體系而言，其固化機(jī)理以陽離子聚合為主，引發(fā)劑通常選用二芳基碘鋪鹽或三芳基锍鹽。Lappin等人提出通過自由基反應(yīng)生成陰離子繼而引發(fā)固化反應(yīng)的陽離子固化機(jī)理：首先二苯甲酮在電子束的作用下激發(fā)，然后與異丙醇反應(yīng)生成自由基，最后自由基與碘鹽作用產(chǎn)生質(zhì)子酸而引發(fā)陽離子開環(huán)聚合。隋剛等人則采用GS、IR、ESR等方法對(duì)電子束固化環(huán)氧樹脂的反應(yīng)過程及反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了研究：根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果推導(dǎo)出某些環(huán)氧樹脂(如828環(huán)氧樹脂)的固化反應(yīng)是按陽離子反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行的，首先碘鹽在電子束的作用下分解并從單體或含氫雜質(zhì)中奪取氫原子產(chǎn)生質(zhì)子酸而引發(fā)陽離子開環(huán)聚合。如果反應(yīng)體系中含有二官能團(tuán)以上的環(huán)氧樹脂，就會(huì)按此機(jī)理反應(yīng)形成空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)材料固化。
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