衣康酸基環氧樹脂和雙酚A環氧樹脂性能對比研究

劉賀晨 郭展鵬 李 巖 周松松 吳 璇

（1. 華北電力大學河北省輸變電設備安全防御重點實驗室 保定 071003 2. 中國電力科學研究院有限公司 北京 100192）

0 引言

隨著人們對可再生資源利用以及環境保護意識的不斷提高，電工材料環保化目前已越來越受到研究人員及使用人員的重視。國內外研究人員目前已經在植物油變壓器（利用植物油替代礦物油）[1-3]、環保型氣體絕緣全封閉組合電器（Gas Insulated Switchgear, GIS）絕緣氣體[4-5]、環保型可回收電力電纜[6-7]等方面開展了深入研究，部分研究成果已經投入生產應用，為國家創造了巨大的環境效益及經濟效益。

環氧樹脂憑借其較好的力學性能、耐高溫性能以及良好的絕緣性能，被廣泛應用于絕緣子芯棒、干式變壓器、互感器等電工設備絕緣[8-9]。目前應用最廣泛的電工環氧樹脂為雙酚A二縮水甘油醚（Diglycidyl Ether of Bisphenol A, DGEBA），占據環氧樹脂市場的90%以上。但DGEBA的原料幾乎全部來源于石油化工，而石化原料作為一種不可再生資源，存儲數量非常有限，且我國75%以上的石油資源嚴重依賴進口，存在較大的“石油危機”。此外其主要成分雙酚A（Bisphenol A, BPA）具有生物毒性，對環境污染嚴重[10-11]。利用可再生資源開發綠色、低碳、原料可再生的環氧樹脂（生物基環氧樹脂），部分替代現有石油基環氧樹脂，是實現電工材料環保化的有效途徑之一，具有節約石油資源和保護環境的雙重功效， 符合國家建設節能環保型電網的戰略定位[12-13]，并為國家邁向碳達峰和碳中和打下基礎。

生物基環氧樹脂是指以可再生資源為原料，通過環氧化手段制備的環氧樹脂或固化劑，此類生物基環氧樹脂在減少高分子行業對石油化工依賴的同時也減少了CO2的排放。國內外研究人員利用可再生資源開發多種生物基環氧樹脂或生物基固化劑，這些生物質資源包括單寧、香蘭素、松香、多元醇、液化生物質和木質素等[13-16]。木質素基環氧樹脂由于大分子物質和復雜結構的低遷移率，導致固化速度緩慢和性能不穩定[17]。通常松香基環氧樹脂顯示出令人滿意的熱穩定性，但稠環結構的引入在提高松香基環氧樹脂耐熱性能和結構剛度的同時，也會導致其脆性增大，韌性不足，綜合力學性能降低[18-20]。

在生物基環氧樹脂領域，衣康酸（Itaconic Acid, IA）是一種通過生物發酵技術制備得到的生物基原料，應用前景廣泛，價格低廉，被美國能源部評選為最具發展潛力的12種生物基平臺化合物之一[21-23]。衣康酸作為含有不飽和雙鍵的二元羧酸，化學性質活躍，除可本體聚合外，也能與其他烯烴類單體進行共聚合反應，以及進行各種酯化反應，加成反應和聚合反應，從而制備各種新型高分子材料[24]。文獻[25]合成了含雙鍵的衣康酸基環氧樹脂（Itaconic Acid Based Epoxy Resin, EIA），研究表明EIA的玻璃化轉變溫度Tg、強度和模量與DGEBA固化物相當甚至更高，同時粘結性能優異。文獻[26]基于衣康酸的C=C雙鍵與將P-H鍵的加成反應，將DOPO引入EIA結構中，合成了一種自阻燃性能良好的含磷衣康酸基環氧樹脂（Phosphorus Containing Bio-Based Epoxy Resin, EADI）。文獻[27]表明EIA固化物在堿性條件下能夠完全降解，且填充淀粉后降解性能更優。Ma Songqi等[25-26]的研究顯示出EIA具有部分替代DGEBA的潛力，但其研究僅限于樹脂的熱性能和力學性能，EIA的電氣絕緣性能及耐候特性并不確定，不能全面評估EIA。

環氧樹脂是電力系統中應用最為廣泛的固體絕緣材料之一，前期研究人員更多致力于其綜合性能的提升，在電工環氧樹脂環保化方面的研究相對較少；而目前衣康酸基環氧樹脂或生物基樹脂尚未在電工材料中有所應用，且也未見針對生物基環氧樹脂電氣性能的研究報道。本文以電工裝備用環氧樹脂的應用為背景，選擇了一種重要的生物基樹脂——衣康酸基環氧樹脂，除了對其固化體系的物理、熱學和力學同目前電工材料中常用的雙酚A環氧樹脂展開對比研究，更進一步將其工頻擊穿強度、泄漏電流、寬頻介電譜等電氣特性同雙酚A環氧樹脂進行了比較，進而確定其優缺點及在電工領域的潛在應用前景，并通過后續系列研究使其達到滿足電工材料應用的要求，最終實現電工環氧樹脂環保化的目的。

1 實驗

1.1 實驗原料

本文所采用的的實驗原料包括雙酚A環氧樹脂（DGEBA），型號為E-51，分析純、環氧值0.45~0.51，其分子通式如圖1a所示，上海樹脂廠；衣康酸基 環氧樹脂（EIA），自制，制備方法見文獻[25]，通過鹽酸-丙酮溶液方法測定其環氧值為0.50，分子式如圖1b所示；固化劑為浙江七一電器公司甲基六氫鄰苯二甲酸酐（Methyl Hexahydrophthalic Anhydride, MHHPA）、純度98%，環氧固化促進劑為DMP-30、純度96%。

圖1 DGEBA、EIA及MHHPA的分子結構式 Fig.1 Molecular structure of DGEBA, EIA and MHHPA

圖1為主要原料的分子結構式。圖2為環氧樹脂固化反應的原理圖，其中，R表示環氧樹脂單體分子（DGEBA 或EIA）去掉一個環氧基團后的剩余部分。

圖2 環氧樹脂與MHHPA固化反應的原理圖 Fig.2 Reaction principle diagram of curing of epoxy resin and MHHPA

1.2 固化試樣制備

首先將EIA或DGEBA樹脂與固化劑MHHPA按照質量比100:80 充分混合（EIA:MHHPA=100:80、DGEBA:MHHPA=100:80），再加入質量分數為0.5%的促進劑DMP-30（以固化劑和樹脂總質量為基礎）并攪拌均勻。之后，在溫度環境為60℃的真空干燥箱中進行真空脫泡處理30min。最后，將真空脫泡后的混合液注入經脫模劑處理并預熱（60℃）的模具中，并放入真空干燥箱中高溫固化，固化條件為100/2h℃，120/2h℃，150/2h℃。

1.3 性能測試

1）粘度

流變特性對樹脂的成型加工工藝十分重要，材料成型需要在與粘度范圍相對應的溫度范圍內進行[28]。本實驗采用旋轉粘度計測量20~100℃下EIA樹脂和雙酚A環氧樹脂的動力粘度。

2）吸水率

將制備好的試樣放入干燥箱中烘干，在120℃溫度下保溫1h后取出，并空冷至室溫（22℃）。利用光電分析天平（精確到0.000 1g）稱取干燥試樣的質量，記為m1。將干燥試樣放入裝滿去離子水的玻璃燒杯中，每隔一定時間取出試樣，擦干，利用光電分析天平稱取吸水試樣的質量，記為m2。利用式（1）計算固化樹脂的吸水率ω。

3）動態熱機械分析

采用DMA-Q800分析儀進行動態熱機械分析（Dynamic Thermomechanical Analysis, DMA）。測試條件：選擇單懸臂梁測試方式，測試頻率為2Hz，升溫速率為5/min℃，測試溫度的范圍為30~200℃。

4）熱重分析

熱穩定性是決定環氧樹脂用途的重要因素，熱重分析（Thermogravimetric Analysis, TGA）是一種方便且常見的表征聚合物材料熱穩定性和降解性能的方法。熱失重通過TG/DTA熱重分析儀進行測試。測試條件：將試樣置于Al2O3坩堝中，以10/min℃的升溫速率在空氣氣氛中進行測試，測試溫度的范圍為30~750℃。

5）力學性能測試

利用萬能拉力試驗機測試固化樹脂的力學性能。拉伸試驗：按照標準ISO 527—2—2012的要求，試樣中部寬度為10mm，標距為50mm，載荷加載速率為5mm/min；彎曲試驗：按照標準ISO 178—2010的要求，試樣尺寸為80mm×15mm×4mm，跨距為64mm，載荷加載速率為2mm/min。為了保證試驗結果的準確性，每類試樣均測試10組有效數據并取平均值。

6）泄漏電流測試

試驗條件：升壓速率為1kV/s，試驗電壓為12kV，耐壓時間為60s。記錄EIA及DGEBA固化體系的泄漏電流值。

7）工頻擊穿電壓測試

按照IEC 60243—1—2013標準的要求，采用圖3所示球形電極進行試驗，以恒定升壓速率2kV/s加壓直至材料發生擊穿。為了有效阻斷試驗過程中由于電壓上升導致的沿面閃絡，將尺寸為 1 500mm× 1 500mm×1mm的方形薄片試樣置于裝有二甲基硅油的透明玻璃容器中。每種試樣保證15個有效數據值，并利用威布爾分布對實驗結果進行統計分析。

圖3 工頻擊穿電壓測試電極結構示意圖 Fig.3 Schematic diagram of electrode structure for power frequency breakdown voltage test

8）寬頻介電譜測試

介電特性是電介質材料的重要性質。本文利用寬頻介電譜儀測試常溫下試樣的相對介電常數和介質損耗角正切。試樣尺寸為30mm×30mm×3mm，測試的頻率范圍為10-1~106Hz。

9）水熱老化試驗

將直徑50mm的圓柱形試樣兩端打磨光滑，保證兩端面平行且試樣厚度為（30±0.5）mm，再置于裝有質量分數為0.1%的NaCl溶液的玻璃容器中進行高溫水煮（即水熱老化）。水熱老化試驗的溫度為100℃，時間為(100±0.5)h。試驗完成后取出樣品，并在真空干燥箱中干燥，觀察并記錄試樣的情況。

2 實驗結果分析與討論

2.1 物理性能

1）粘度特性

EIA和DGEBA樹脂的動力粘度隨溫度變化的關系如圖4所示。由圖4可知，EIA和DGEBA的粘度與溫度均呈現良好的冪函數關系，在低溫范圍內的粘度較大，但隨溫度升高迅速減小。造成該現象的主要原因是溫度升高時液體分子的運動速度增大，分子間互相滑動比較容易；同時由于分子間距離增大，分子間引力相對減弱[29]。粘-溫特性曲線表明EIA和DGEBA的流體性能基本相當，且EIA樹脂粘度略低于DGEBA，保證了其良好的可加工性能，滿足芯棒拉擠、樹脂真空澆筑等工藝需求，便于EIA的應用推廣。

圖4 DGEBA和EIA的粘度-溫度變化曲線 Fig.4 Viscosity-temperature curves of DGEBA and EIA

2）吸水率

DGEBA和EIA固化體系吸水率隨時間的變化關系如圖5所示。由圖5可知，在24h內DGEBA和EIA固化體系的吸水率迅速增大，該過程中固化體系吸水主要來自自由水的快速擴散，之后曲線斜率逐漸平緩表明自由水擴散過程結束。DGEBA和EIA的24h吸水率分別為2.15%和3.12%，差異不大，均滿足芯棒類復合材料的應用需求。在24h之后，EIA及DGEBA的固化體系的吸水率繼續增加，且前者顯著高于后者，該過程中固化體系吸水主要來自孔隙吸水與化學吸水。對于有機高分子材料，這一階段的吸水率與材料孔隙結構以及內部分子基團的親水性質相關[30]。由圖1a和圖1b可知，EIA和DGEBA聚合物分子中均含有強親水基團羥基，羥基以氫鍵連接的方式增加分子內部的結合水（化學吸水）。但EIA聚合物分子內部還存在大量酯鍵，導致其同DGEBA的吸水率存在顯著差異。圖2表明酐類固化劑的固化網絡里也包含酯鍵，但在數量和性質上與EIA單體分子內部的酯鍵存在顯著差異。從數量上看，EIA分子單體內存在大量酯鍵（2n個），其固化產物的酯鍵數量遠大于DGEBA固化物；從酯鍵性質上看，EIA分子內酯鍵相比于酐類固化劑固化形成的酯鍵，相鄰位置上缺少甲基（碳碳雙鍵存在），所以相對于DGEBA而言，EIA分子內酯鍵缺少甲基的空間位阻作用，導致水分子更容易進攻分子鏈上的酯鍵，使酯鍵水解，增加固化體系的化學吸水。此外，文獻[31]表明酯基的引入可以增大材料的孔隙，改變其交聯網絡結構，加之EIA本身交聯密度較低，內部存在較多的縫隙，水分易通過細微連通的開口孔隙浸潤材料內部，因此材料的吸水性能顯著提高。吸水率測試結果表明，在戶外潮濕環境中長期應用時應考慮EIA材料吸水性能對其力學性能和絕緣性能的影響。

圖5 DGEBA和EIA吸水率隨時間變化曲線 Fig.5 Curves of water absorption of DGEBA and EIA with time

2.2 熱性能

DGEBA和EIA固化體系的DMA曲線分別如圖6a、圖6b所示。由圖6可見，將溫度從室溫上升到200℃的過程中，兩種固化樹脂均經歷了從玻璃態到皮革態再到橡膠態的轉變[32]。DGEBA體系在80℃以下，EIA體系在70℃以下時，固化樹脂處于玻璃態，存儲模量G′較大，在2 000MPa以上；損耗模量G″很小，在50MPa以下。此區間內，隨著溫度升高，固化樹脂的G′緩慢下降，G″緩慢上升，其原因是處于玻璃態的聚合物分子的分子鏈和鏈段不能運動，只是構成高分子的原子或基團在其平衡位置上振動。在玻璃化轉變區（即皮革態），材料的力學性能顯著改變：G′典型地下降幾個數量級，G″先增大后下降，呈現清晰的最大值，當溫度分別升高至108.7℃和97.2℃時，DGEBA和EIA固化體系的損耗模量G″分別達到最大值282.7MPa和223.4MPa。在升溫至G′峰值前，隨著溫度上升，固化樹脂聚合物的分子鏈段相互作用導致材料內摩擦加劇，材料阻尼增大，峰值過后，鏈段運動能力增強，材料表現出高彈的性質，損耗的能量反而減小。阻尼系數即介質損耗因數tanδ的峰值反映了固化體系內部結構的變化，其峰值所對應的溫度可作為材料的玻璃化轉變溫度Tg。DGEBA和EIA固化體系的Tg分別為124.4℃和112.3℃。溫度升高，固化體系進入橡膠態后，熱固性樹脂的聚合物高分子因為三維交聯，其玻璃化轉變區遠高于室溫，在溫度繼續升高后不流動，不會向黏流態轉變。DMA的測試結果表明，EIA和DGEBA樹脂的固化體系的固化過程高度類似。由于EIA固化體系交聯密度低于DGEBA，導致其玻璃化轉變溫度略低于DGEBA，但其也表現出較好的耐熱性，滿足戶外絕緣芯棒以及室內互感器等澆注類電工設備的應用需求。

圖6 DGEBA和EIA固化體系的動態熱機械分析曲線 Fig.6 DMA curves of DGEBA and EIA curing systems

電工樹脂的熱穩定性是考核其運行穩定性的關鍵因素之一。由圖7可知，EIA及DGEBA的5%失重初始分解溫度（Td5%）分別為301.4℃和364.9℃，剩余質量分數（R750）分別為0.3%和6.6%，表明整個過程中，聚合物骨架結構發生分解[32]，EIA固化網絡相比于DGEBA更早分解，且分解得更為徹底。EIA固化網絡的熱穩定性略低于DGEBA，原因是EIA聚合物分子中存在大量易于熱裂解的酯鍵[33]，同時由于EIA屬于鏈狀結構，缺少與DGEBA中類似的苯環結構，一定程度上對EIA的應用范圍產生限制，后期需要通過結構設計提高其耐熱性能。

圖7 DGEBA與EIA固化體系的熱重分析曲線 Fig.7 TGA curves of DGEBA and EIA curing systems

2.3 力學性能

EIA和DGEBA固化體系的抗拉強度和彎曲強度的對比如圖8所示。由圖8可知，EIA固化體系的平均彎曲強度和抗拉強度分別為18.8MPa和65.1MPa，DGEBA固化體系的平均彎曲強度和抗拉強度分別為26.3MPa和76.9MPa。

圖8 EIA與DGEBA的拉伸彎曲性能對比 Fig.8 Comparison of tensile and bending properties between EIA and DGEBA

測試結果反映EIA的力學性能略低于DGEBA，主要因為EIA分子結構為鏈狀，鏈段長度大于DGEBA，固化后交聯點之間的相對分子質量增加，體系的交聯密度降低，從而降低了體系的內聚強度，材料表現出的抗拉強度和彎曲強度減小[34]。另外，本文所采用的EIA樹脂受限于提純工藝，其環氧值低于理論值0.68[25]，進一步降低了本文EIA交聯密度、抗拉與彎曲性能均略低于DGEBA。根據文獻[25]，后期可通過改進提純工藝制備高環氧值的EIA提高固化體系的交聯程度并通過引入含有苯環結構的化合物，如二乙烯基苯（Divinylbenzene, DVB），來增加聚合物分子的剛度，從而提高樹脂的拉伸和彎曲性能，并增強樹脂的耐熱性。

2.4 電氣特性

DGEBA與EIA固化體系在工頻12kV測試電壓下的泄漏電流（有效值）對比如圖9所示。實驗測得DGEBA與EIA的泄漏電流的平均值分別為35.02μA、39.72μA。泄漏電流的測試結果表明EIA的電氣強度要稍弱于DGEBA。

圖9 DGEBA及EIA固化體系的泄漏電流對比 Fig.9 Comparison of leakage current between DGEBA and EIA curing systems

對EIA和DGEBA固化體系進行了工頻擊穿電壓試驗，其擊穿場強的威布爾分布曲線如圖10所示。EIA和DGEBA的擊穿概率為63.2%的工頻擊穿場強分別為32.1kV/mm和36.7kV/mm，EIA的擊穿場強相比于DGEBA降低12.5%。EIA的工頻擊穿場強低于DGEBA，一方面是由于EIA固化樹脂的交聯密度較低，分子內部的空隙容易在電壓作用下擴展，使材料裂化擊穿[35]；另一方面，交聯程度 低以及酯基對孔隙的擴展作用也導致EIA更易吸水。絕緣材料的吸附水對絕緣性能會造成很大的破壞，因為極性水分子容易導電[36]。

圖10 DGEBA和EIA固化體系工頻擊穿強度的 威布爾分布 Fig.10 Weibull distribution of power frequency breakdown strength of DGEBA and EIA curing systems

EIA和DGEBA固化體系的頻域介電譜曲線如圖11所示。從圖11可以看出，隨著頻率增大，EIA和DGEBA固化體系的介電常數實部均逐漸減小，且EIA固化體系的介電常數明顯高于DGEBA。電子極化、原子極化相比偶極子轉向極化貢獻較小、弛豫時間短，所以聚合物高頻段介電常數主要由偶極子極化決定，高頻時偶極子難以定向排列，導致介電常數減小[37-38]。EIA聚合物分子鏈中除了O-H（羥基）、C-O（醚鍵）、C-H鍵等同雙酚A環氧樹脂共有的極性鍵之外還存在數量較多且極性較強的酯鍵。極性鍵的永久偶極矩能夠在周圍引起電勢陷阱，且弛豫時間常數由極性鍵的陷阱深度決定[39-40]。由于羥基、酯基的永久偶極矩明顯高于C-O鍵和C-H鍵，因此在高頻段，酯基的轉向極化是EIA的介電常數大于DGEBA的主要原因。

圖11 EIA與DGEBA固化體系的介電常數與頻率的關系 Fig.11 The relationship between the dielectric constant and frequency of EIA and DGEBA curing systems

EIA和DGEBA固化體系在不同頻率下介質損耗因數的變化曲線如圖12所示。從圖12可以看出， 在中低頻條件下，兩類試樣的介質損耗因數隨著頻率增加而緩慢增大，而在1kHz以后的高頻段，EIA的介質損耗因數顯著增大。

圖12 EIA與DGEBA固化體系的介質損耗因數與 頻率的關系 Fig.12 The relationship between the dielectric loss tangent and frequency of EIA and DGEBA curing systems

介質損耗因數是絕緣材料的基本特性之一，可用來表征電介質材料在施加電場后介質損耗的大小。介電損耗的來源有兩類：漏電流引起的介電損耗和極化導致的介電損耗[41]。在低頻條件下，各種極化機制均來得及響應，極化損耗很小，因此介電損耗主要來自漏電流[42]。結合圖9，EIA的泄漏電流大于DGEBA，故介電損耗也大于后者。在高頻條件下，電介質內部偶極子翻轉無法跟上電場頻率的變化，從而產生弛豫，使復合材料介電損耗增加[38]。該階段介質損耗因數是建立在極性鏈段取向的基礎上，此時極化損耗占據主導，由于EIA聚合物分子中存在大量酯鍵，分子總的偶極矩增加了其介質損耗峰的峰值。

為了測試EIA和DGEBA固化物的耐高溫水解性能，將其浸泡于100℃的質量分數為0.1%的NaCl溶液中水煮100h。水熱老化過程中試樣將發生不同程度的水解。水熱老化后的試樣如圖13所示，EIA固化試樣幾乎完全溶解，DGEBA試樣沒有任何溶解跡象，其原因可能為EIA聚合物分子內部含有的酯鍵在高溫水煮過程中易于發生斷裂，而DGEBA中環氧基團與骨架通過醚鍵相連，醚鍵相對于酯鍵具有更好的耐水解性能。該試驗表明EIA的耐高溫水解特性較差，一定程度上限制了其在電工材料領域的應用前景，后續需進一步提升其耐高溫水解性能。不過，該試驗結果也表明EIA作為生物基材料具有較好的可降解特性，通過結構優化有助于制備形成可降解環氧樹脂，減小對環境的污染。

圖13 EIA及DGEBA固化物高溫水解后的試樣對比 Fig.13 Comparison of samples of EIA and DGEBA cured products after high temperature hydrolysis

2.5 討論及后續改進方法

本文對比分析了衣康酸基環氧樹脂EIA與DGEBA環氧樹脂在粘度、吸水率、熱性能、力學性能、電氣性能及耐高溫水解性能，研究結果表明EIA環氧樹脂的各項性能與DGEBA接近，但略低于DGEBA，其原因可能與二者的結構和交聯密度等有關系[43-44]。DGEBA樹脂雙酚A骨架中的苯環結構更加穩定，交聯后固化物的交聯密度更高，賦予其較好的力學強度、熱穩定性及電氣強度；同時，DGEBA中的醚鍵結構賦予其較好的耐水解性能。EIA樹脂為鏈狀結構，其固化物交聯密度也略低于DGEBA，一定程度上影響了其力學強度、熱穩定性及電氣強度；另外，EIA中環氧基通過酯鍵與骨架相連（縮水甘油酯型環氧樹脂），其耐水解性能較醚鍵結構較差，但賦予了其較好的降解性能，為后期可降解樹脂的研制奠定結構基礎；此外，試驗所用的EIA樹脂實測環氧值為0.5，低于理論值的0.68，表明其內部存在雜質，也一定程度上影響了其性能。雖然試驗所研究EIA性能略低于DGEBA，但差異不大，可通過適當改進滿足電工材料的應用需求。因此，EIA中存在的碳碳雙鍵結構為其帶來了更好的結構的可編輯性。針對其熱-力-電性能略低于DGEBA的情況，可通過引入共聚單體調節樹脂的性能[25-26]，如可通過加入含有苯環結構的二乙烯基苯（Divinylbenzene, DVB）調節其固化體系剛柔性，進而改進其熱-力-電性能；同時也可通過該雙鍵結構上引入磷、溴等阻燃結構，提高樹脂的阻燃性。

3 結論

本文對比分析了衣康酸基環氧樹脂和雙酚A環氧樹脂的理化、熱學、力學和電氣特性，進一步評估了衣康酸基環氧樹脂在電工材料領域的應用前景。相關試驗結論如下：

1）EIA交聯密度較低，且受分子中酯基對孔隙的擴展作用以及酯鍵水解的影響，固化體系的吸水性更高；EIA和DGEBA樹脂均具有典型的粘度-溫度特性，且兩者粘度近似，流變性能相當。

2）熱分析結果表明，EIA固化體系的玻璃化轉變溫度接近DGEBA，分別為112℃和124℃，耐熱性能較好；TGA測試與水熱老化實驗表明，EIA聚合物分子中的酯鍵易于斷裂，使得EIA易于熱分解，證實EIA具有良好的可降解特性，但同時也說明其熱穩定性和耐高溫水解性能有所不足，限制了EIA的應用范圍。

3）EIA固化體系的平均抗拉強度和彎曲強度相比DGEBA固化體系分別低了15.3%和28.5%。EIA分子的柔性長鏈結構和純度導致EIA交聯不充分，后期可通過制備高純度EIA以及引入苯環結構等來提升EIA的熱-力-電性能。

4）受交聯不充分以及吸水性的影響，EIA固化體系的電氣強度相比于DGEBA有所降低；分子內酯鍵等強極性基團在增大EIA材料介電常數的同時也增大了介電損耗。