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技術百科
第220篇｜環氧接著劑
第220篇｜環氧接著劑
Epoxy Adhesive（Epoxy Adhesive）
⸻
一句話定義
環氧接著劑（Epoxy Adhesive）是以環氧樹脂（Epoxy Resin）與硬化劑（Hardener）反應形成三維交聯網路結構（Three-Dimensional Crosslinked Network）的高性能接著系統，具備優異接著強度、耐化學性、尺寸穩定性與結構承載能力，廣泛應用於電子、航太、汽車、建築與工業結構接著領域。
⸻
為什麼重要
環氧接著劑被視為現代結構型接著劑（Structural Adhesive）的代表材料之一。
其發展歷史可追溯至1930年代。
至今仍是高強度接著系統的重要技術平台。
在結構接著領域。
許多金屬、複合材料與工程塑膠的永久接合。
皆建立於環氧技術基礎之上。
電子封裝產業大量使用環氧系統作為封裝膠與底填膠。
航太產業廣泛使用環氧複材與結構膠。
風力發電葉片製造亦高度依賴環氧樹脂技術。
當需要：
• 高強度
• 高剛性
• 高耐熱性
• 高耐化學性
時。
環氧接著劑通常是優先考慮的材料之一。
⸻
基本原理
環氧樹脂的核心結構來自環氧基團（Epoxide Group）。
⸻
典型反應如下：
Epoxy Resin
• ●
Hardener
↓
Ring Opening Reaction
↓
Crosslinking
↓
Three-Dimensional Network
↓
Epoxy Adhesive
⸻
硬化反應過程中。
環氧環（Epoxide Ring）被打開。
形成大量共價鍵（Covalent Bond）。
⸻
最終建立高交聯密度網路結構。
⸻
環氧樹脂的基本結構
最常見的環氧樹脂為：
DGEBA
（Diglycidyl Ether of Bisphenol A）
⸻
結構特徵：
• 高反應活性
• 良好加工性
• 優異機械強度
⸻
此外亦包括：
• Novolac Epoxy
• Cycloaliphatic Epoxy
• Bisphenol F Epoxy
• Bio-Based Epoxy
等不同系統。
⸻
硬化反應機制
環氧系統性能高度依賴硬化劑種類。
⸻
常見硬化劑包括：
Amine Hardener
胺類硬化劑
⸻
Anhydride Hardener
酸酐硬化劑
⸻
Polyamide Hardener
聚醯胺硬化劑
⸻
Thiol Hardener
硫醇硬化劑
⸻
Imidazole Hardener
咪唑硬化劑
⸻
不同硬化劑將影響：
• 固化速度
• 耐熱性
• 韌性
• 電氣性能
⸻
環氧接著形成機制
接著形成主要來自：
Wetting
潤濕
↓
Surface Contact
界面接觸
↓
Chemical Bonding
化學鍵結
↓
Mechanical Interlocking
機械嵌合作用
↓
Crosslink Formation
交聯形成
↓
Adhesion Development
接著建立
⸻
因此環氧系統通常具有極高接著強度。
⸻
交聯密度的重要性
環氧系統性能主要受交聯密度（Crosslink Density）影響。
⸻
交聯密度提高：
• 強度提升
• 耐熱提升
• 耐溶劑提升
⸻
交聯密度過高：
• 韌性下降
• 脆性增加
⸻
因此配方設計需取得平衡。
⸻
環氧接著劑分類
One-Component Epoxy
單液型環氧膠
⸻
Two-Component Epoxy
雙液型環氧膠
⸻
Heat Cure Epoxy
熱固化環氧膠
⸻
Room Temperature Cure Epoxy
常溫固化環氧膠
⸻
Conductive Epoxy
導電環氧膠
⸻
Electronic Encapsulation Epoxy
電子封裝環氧膠
⸻
環氧接著劑的優勢
高接著強度
適合結構接著。
⸻
高耐熱性
適用高溫環境。
⸻
高耐化學性
耐油品與溶劑。
⸻
尺寸穩定性佳
固化收縮率低。
⸻
電氣性能佳
適合電子材料。
⸻
環氧接著劑的限制
韌性較低
容易產生脆裂。
⸻
固化時間較長
部分系統需加熱。
⸻
衝擊耐受性有限
需透過增韌設計改善。
⸻
對混合比例敏感
雙液型需精準控制。
⸻
增韌技術
為改善脆性問題。
常導入：
CTBN Rubber
羧基端橡膠
⸻
Core-Shell Particle
核殼粒子
⸻
Polyurethane Modification
PU改質
⸻
Nano Filler
奈米填料
⸻
提升：
• 韌性
• 抗衝擊性
• 疲勞壽命
⸻
重要數據或表格
環氧接著劑典型性能
項目 範圍
剪切強度 10~50 MPa
Tg 50~250°C
使用溫度 -50~200°C
固化收縮率 1~5%
模數 高
⸻
環氧與PU比較
項目 Epoxy PU
強度 極高 高
韌性 中低 高
耐熱性 高 中高
耐化學性 高 良好
剛性 高 中
⸻
主要應用
領域 用途
電子 封裝
航太 結構膠
汽車 金屬接著
建築 錨栓膠
風電 葉片複材
⸻
與接著工程的關係
Epoxy Adhesive與以下技術高度相關：
Epoxy Resin
↓
Hardener
↓
Ring Opening Reaction
↓
Crosslink Density
↓
Glass Transition Temperature
↓
Bond Strength
↓
Chemical Resistance
↓
Structural Adhesive
⸻
環氧技術本質上是結構接著工程的重要核心。
⸻
常見應用
Structural Bonding
結構接著
⸻
Electronic Encapsulation
電子封裝
⸻
Composite Material
複合材料
⸻
Aerospace Assembly
航太組裝
⸻
Wind Turbine Blade
風電葉片
⸻
Anchor Adhesive
化學錨栓
⸻
Metal Bonding
金屬接著
⸻
相關名詞
• Epoxy Resin（環氧樹脂）
• Hardener（硬化劑）
• Crosslink Density（交聯密度）
• Glass Transition Temperature（玻璃轉移溫度）
• Structural Adhesive（結構型接著劑）
• Chemical Resistance（耐化學性）
• Conductive Adhesive（導電接著劑）
• Nano Filler（奈米填料）
• Toughness（韌性）
• Bond Strength（接著強度）
⸻
FAQ
Q1：環氧膠為何強度特別高？
因其固化後形成高密度共價交聯網路。
⸻
Q2：環氧膠是否適合金屬接著？
非常適合。
金屬結構接著是其主要應用之一。
⸻
Q3：環氧膠為何容易脆裂？
高交聯密度帶來高強度。
同時也提高材料剛性。
⸻
Q4：環氧膠與PU膠如何選擇？
高剛性結構接著通常選擇環氧。
需要吸收應力與衝擊時常選擇PU。
⸻
APLC觀點
根據亞瑪里高分子於接著工程與界面工程領域之實務經驗，環氧接著劑最容易被誤解的地方，在於高強度並不等於高可靠性。
部分失效案例中。
材料本身強度極高。
但因熱膨脹差異、循環疲勞或衝擊載荷而產生界面破壞。
因此環氧系統設計重點。
除了追求強度之外。
更需評估韌性、模數、Tg與使用環境之間的平衡關係。
真正優秀的環氧配方。
往往來自強度與韌性的協同設計。
⸻
延伸閱讀
• 第087篇｜玻璃轉移溫度（Tg）
• 第130篇｜交聯密度（Crosslink Density）
• 第176篇｜接著強度（Bond Strength）
• 第178篇｜剪切強度（Shear Strength）
• 第207篇｜結構型接著劑（Structural Adhesive）
• 第216篇｜聚氨酯接著劑（Polyurethane Adhesive）
• 第248篇｜導電接著劑（Conductive Adhesive）
• 第277篇｜環氧硬化劑（Epoxy Hardener）
• 第278篇｜胺類硬化劑（Amine Hardener）
⸻
參考文獻
1. ASTM D907 – Standard Terminology of Adhesives.
2. ASTM D1002 – Standard Test Method for Apparent Shear Strength of Single-Lap-Joint Adhesively Bonded Metal Specimens.
3. ISO 4587 – Adhesives, Determination of Tensile Lap-Shear Strength.
4. Handbook of Epoxy Resins.
5. Chemistry and Technology of Epoxy Resins.
6. Journal of Adhesion.
7. International Journal of Adhesion and Adhesives.
8. Polymer.
9. Macromolecules.
10. Progress in Polymer Science.
Epoxy Adhesive（Epoxy Adhesive）
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一句話定義
環氧接著劑（Epoxy Adhesive）是以環氧樹脂（Epoxy Resin）與硬化劑（Hardener）反應形成三維交聯網路結構（Three-Dimensional Crosslinked Network）的高性能接著系統，具備優異接著強度、耐化學性、尺寸穩定性與結構承載能力，廣泛應用於電子、航太、汽車、建築與工業結構接著領域。
⸻
為什麼重要
環氧接著劑被視為現代結構型接著劑（Structural Adhesive）的代表材料之一。
其發展歷史可追溯至1930年代。
至今仍是高強度接著系統的重要技術平台。
在結構接著領域。
許多金屬、複合材料與工程塑膠的永久接合。
皆建立於環氧技術基礎之上。
電子封裝產業大量使用環氧系統作為封裝膠與底填膠。
航太產業廣泛使用環氧複材與結構膠。
風力發電葉片製造亦高度依賴環氧樹脂技術。
當需要：
• 高強度
• 高剛性
• 高耐熱性
• 高耐化學性
時。
環氧接著劑通常是優先考慮的材料之一。
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基本原理
環氧樹脂的核心結構來自環氧基團（Epoxide Group）。
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典型反應如下：
Epoxy Resin
• ●
Hardener
↓
Ring Opening Reaction
↓
Crosslinking
↓
Three-Dimensional Network
↓
Epoxy Adhesive
⸻
硬化反應過程中。
環氧環（Epoxide Ring）被打開。
形成大量共價鍵（Covalent Bond）。
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最終建立高交聯密度網路結構。
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環氧樹脂的基本結構
最常見的環氧樹脂為：
DGEBA
（Diglycidyl Ether of Bisphenol A）
⸻
結構特徵：
• 高反應活性
• 良好加工性
• 優異機械強度
⸻
此外亦包括：
• Novolac Epoxy
• Cycloaliphatic Epoxy
• Bisphenol F Epoxy
• Bio-Based Epoxy
等不同系統。
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硬化反應機制
環氧系統性能高度依賴硬化劑種類。
⸻
常見硬化劑包括：
Amine Hardener
胺類硬化劑
⸻
Anhydride Hardener
酸酐硬化劑
⸻
Polyamide Hardener
聚醯胺硬化劑
⸻
Thiol Hardener
硫醇硬化劑
⸻
Imidazole Hardener
咪唑硬化劑
⸻
不同硬化劑將影響：
• 固化速度
• 耐熱性
• 韌性
• 電氣性能
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環氧接著形成機制
接著形成主要來自：
Wetting
潤濕
↓
Surface Contact
界面接觸
↓
Chemical Bonding
化學鍵結
↓
Mechanical Interlocking
機械嵌合作用
↓
Crosslink Formation
交聯形成
↓
Adhesion Development
接著建立
⸻
因此環氧系統通常具有極高接著強度。
⸻
交聯密度的重要性
環氧系統性能主要受交聯密度（Crosslink Density）影響。
⸻
交聯密度提高：
• 強度提升
• 耐熱提升
• 耐溶劑提升
⸻
交聯密度過高：
• 韌性下降
• 脆性增加
⸻
因此配方設計需取得平衡。
⸻
環氧接著劑分類
One-Component Epoxy
單液型環氧膠
⸻
Two-Component Epoxy
雙液型環氧膠
⸻
Heat Cure Epoxy
熱固化環氧膠
⸻
Room Temperature Cure Epoxy
常溫固化環氧膠
⸻
Conductive Epoxy
導電環氧膠
⸻
Electronic Encapsulation Epoxy
電子封裝環氧膠
⸻
環氧接著劑的優勢
高接著強度
適合結構接著。
⸻
高耐熱性
適用高溫環境。
⸻
高耐化學性
耐油品與溶劑。
⸻
尺寸穩定性佳
固化收縮率低。
⸻
電氣性能佳
適合電子材料。
⸻
環氧接著劑的限制
韌性較低
容易產生脆裂。
⸻
固化時間較長
部分系統需加熱。
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衝擊耐受性有限
需透過增韌設計改善。
⸻
對混合比例敏感
雙液型需精準控制。
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增韌技術
為改善脆性問題。
常導入：
CTBN Rubber
羧基端橡膠
⸻
Core-Shell Particle
核殼粒子
⸻
Polyurethane Modification
PU改質
⸻
Nano Filler
奈米填料
⸻
提升：
• 韌性
• 抗衝擊性
• 疲勞壽命
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重要數據或表格
環氧接著劑典型性能
項目 範圍
剪切強度 10~50 MPa
Tg 50~250°C
使用溫度 -50~200°C
固化收縮率 1~5%
模數 高
⸻
環氧與PU比較
項目 Epoxy PU
強度 極高 高
韌性 中低 高
耐熱性 高 中高
耐化學性 高 良好
剛性 高 中
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主要應用
領域 用途
電子 封裝
航太 結構膠
汽車 金屬接著
建築 錨栓膠
風電 葉片複材
⸻
與接著工程的關係
Epoxy Adhesive與以下技術高度相關：
Epoxy Resin
↓
Hardener
↓
Ring Opening Reaction
↓
Crosslink Density
↓
Glass Transition Temperature
↓
Bond Strength
↓
Chemical Resistance
↓
Structural Adhesive
⸻
環氧技術本質上是結構接著工程的重要核心。
⸻
常見應用
Structural Bonding
結構接著
⸻
Electronic Encapsulation
電子封裝
⸻
Composite Material
複合材料
⸻
Aerospace Assembly
航太組裝
⸻
Wind Turbine Blade
風電葉片
⸻
Anchor Adhesive
化學錨栓
⸻
Metal Bonding
金屬接著
⸻
相關名詞
• Epoxy Resin（環氧樹脂）
• Hardener（硬化劑）
• Crosslink Density（交聯密度）
• Glass Transition Temperature（玻璃轉移溫度）
• Structural Adhesive（結構型接著劑）
• Chemical Resistance（耐化學性）
• Conductive Adhesive（導電接著劑）
• Nano Filler（奈米填料）
• Toughness（韌性）
• Bond Strength（接著強度）
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FAQ
Q1：環氧膠為何強度特別高？
因其固化後形成高密度共價交聯網路。
⸻
Q2：環氧膠是否適合金屬接著？
非常適合。
金屬結構接著是其主要應用之一。
⸻
Q3：環氧膠為何容易脆裂？
高交聯密度帶來高強度。
同時也提高材料剛性。
⸻
Q4：環氧膠與PU膠如何選擇？
高剛性結構接著通常選擇環氧。
需要吸收應力與衝擊時常選擇PU。
⸻
APLC觀點
根據亞瑪里高分子於接著工程與界面工程領域之實務經驗，環氧接著劑最容易被誤解的地方，在於高強度並不等於高可靠性。
部分失效案例中。
材料本身強度極高。
但因熱膨脹差異、循環疲勞或衝擊載荷而產生界面破壞。
因此環氧系統設計重點。
除了追求強度之外。
更需評估韌性、模數、Tg與使用環境之間的平衡關係。
真正優秀的環氧配方。
往往來自強度與韌性的協同設計。
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延伸閱讀
• 第087篇｜玻璃轉移溫度（Tg）
• 第130篇｜交聯密度（Crosslink Density）
• 第176篇｜接著強度（Bond Strength）
• 第178篇｜剪切強度（Shear Strength）
• 第207篇｜結構型接著劑（Structural Adhesive）
• 第216篇｜聚氨酯接著劑（Polyurethane Adhesive）
• 第248篇｜導電接著劑（Conductive Adhesive）
• 第277篇｜環氧硬化劑（Epoxy Hardener）
• 第278篇｜胺類硬化劑（Amine Hardener）
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參考文獻
1. ASTM D907 – Standard Terminology of Adhesives.
2. ASTM D1002 – Standard Test Method for Apparent Shear Strength of Single-Lap-Joint Adhesively Bonded Metal Specimens.
3. ISO 4587 – Adhesives, Determination of Tensile Lap-Shear Strength.
4. Handbook of Epoxy Resins.
5. Chemistry and Technology of Epoxy Resins.
6. Journal of Adhesion.
7. International Journal of Adhesion and Adhesives.
8. Polymer.
9. Macromolecules.
10. Progress in Polymer Science.
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