微型胶囊的咪唑对环氧树脂固化剂(外文文献翻译)电子版

咪唑微胶囊做环氧树脂固化剂

Young Rok Hama, Dong Ho Lee a, Sun Hee Kim a, Young Jae Shin b, Minhee Yang a, Jae Sup Shin a,*

来自韩国忠北国立大学化学系,专业,来自韩国忠北361 - 763年,韩国

电子与计算机工程系,德州农工大学学院站,TX 77843,美国

文章历史:收到2010年1月25日接受2010年4月6日

关键词:环氧树脂咪唑固化剂微型胶囊

摘要

环氧树脂—咪唑微胶囊是潜伏性固化体系，被用来做成各向异性导电膜的粘合剂 [ACF]。在这项研究中,2-苯基咪唑（2phI）为囊芯。聚已酸内酯[PCL]为囊壁.用溶剂蒸发法来制备微胶囊。主要研究2phI和PCL的比率,和PCL的分子量对微胶囊形成的影响。用TGA测量2phI在微胶囊中的含量，在乙醇中测量微胶囊的渗透率，并研究环氧树脂微胶囊的储存期。用DSC研究其固化行为。在环氧树脂的固化反应中，微胶囊2phI比单纯的2phI固化活性更大。这种微胶囊型的

2phI表现出很长的储存期。在20摄氏度能贮存30天。

1.引言

环氧树脂被广泛应用于许多工业应用,包括粘合剂、涂料、和电子产品因其优异的机械和化学性质,如高强度和抗压强度,良好的耐溶剂和化学,较高的热变形温度。优越的机械和化学性能的环氧聚合物由于固化流程,在低分子量树脂转化为无限分子量聚合物三维网络结构。这个固化过程可以使用广泛的固化剂,如胺、酸酐,聚酰胺,苯酚甲醛树脂,硫化物[1 - 4]。

虽然环氧树脂初级和二级胺通过聚合一步增长,治愈三级胺进行聚合链增长。咪唑类作为硬化剂的叔胺被经常使用在各种环氧树脂系统为了发起的均聚环氧化合物第[5 – 11]。

最近,环氧树脂—咪唑微胶囊被用来形成一个各向异性导电膜[ACF]用于电子设备,如液晶显示器[12、13]。液晶显示器主要用于电视和电脑显示器的生产。这些液晶显示器的生产速度取决于ACF的固化速度。因此,ACFs与快速发展的反应活性和可控的特性是非常重要的。环氧系统必须是一个锅系统电子设备的应用程序,如液晶显示器。因此,在室温下贮存稳定性是非常重要的。一个锅系统,环氧树脂和固化剂彼此没有反应在储存温度和制备温度设置设备。等潜伏性固化剂双氰胺,通常用于一个罐系统。双氰胺是近6个月的保质期在室温下,但不幸的是,双氰胺不能用于快速反应系统ACF因为双氰胺的反应速度太慢了。

遗憾的是,咪唑不是潜伏性固化剂对环氧树脂系统。环氧树脂—咪唑微胶囊系统,咪唑类与环氧树脂在室温下反应,和环氧树脂的变化到一个硬聚合物与咪唑固化剂混合后在室温下一段时间从1小时到1天。咪唑类必须转换为一种不发生反应的罐子系统环氧-咪唑。在各种不让咪唑反应的方法中，使其微胶囊化是一个简便经济的方法。[14、15]。

在这项研究中,聚已酸内酯的环氧树脂—咪唑微胶囊固化剂是封装使用溶剂蒸发法为了创建一个环氧-咪唑体系系统，

2.实验

2.1试剂

图1显示了在该研究会用到的试剂的结构。缩水甘油醚双酚F[ydf - 170]（来自库克化工）。2-苯基咪唑、聚已酸内酯[PCL][80000 Mw、65000 Mw、14000 Mw、锰2000],聚[乙烯醇][PVA][22000年88%的水解,兆瓦],和二氯甲烷[DCM]（来自德里奇）。

2.2仪器

DSC分析，在DSC n - 650型差示扫描量热计及氮环境下进行研究固化行为。用高纯度的铟来校准量热计。所有的样品[10毫克]存储在密封的DSC铝片上。对YDF-170的DSC测试温度，以每分钟10℃的速度从25℃增加到50℃.

2.32phI的微胶囊化

最具代表性的封装方法如下所示。

制备120毫升浓度为1.0 %的PVA水溶液,在温度20℃下每分钟转4000转，这样保持10分，把1.00g2phI加入到10ml的DCM中制备2phI水溶液。再把1.00g PCL加入到50ml的DCM制成PCL水溶液。并在20℃下，以每分钟转4000转搅拌5分钟。把PCL水溶液诼滴加到上面准备的溶液然后在20℃下以每分钟转4000转搅拌3小时，在这个过程中DCM就会慢慢蒸发掉，通过2000r/min离心70分钟，微胶囊就会被隔离出来，最后载35℃下真空干燥微胶囊6h。

2.4 微胶囊的渗透率的测量

将0.10 g的微胶囊和乙醇加入100ml的圆底烧瓶加热到35℃。开始用用磁力搅拌棒以非常缓慢的速度（1r/s）搅拌。然后以相同间隔的时间去除1ml样品溶液涂在玻璃片上，为了测量渗透的咪唑的量要释放20次后紫外峰会在大约270nm处出现。

3.结果与讨论

3.1 微胶囊化

在这项研究中,聚合物必须能够封装固化剂很好,同时,容易打开,如果必要的话。因此,聚已酸内酯的聚合物被选为固化剂的封装,因为熔点[59 8 c]的聚合物是非常低的,而且它可以很容易地打开加热封装材料。聚已酸内酯引起了科学的关注并应用在许多领域,因其生物降解能力属性[16 - 19]。

在可能的封装方法,溶剂蒸发法被选为本研究,因为它可以用于大规模生产。在这种方法中,封装材料溶解在有机溶剂里,和另外一种有机溶液制备的高分子材料。这两个解决方案非常慢慢地添加到一个水溶液,含有稳定剂,以形式封装产品。这个过程称为“溶剂蒸发法”,因为大多数有机溶剂的蒸发时添加到水溶液中。

在这项研究中,聚[乙烯醇][PVA]作为稳定剂,2ph I作为固化剂,用作有机溶剂二氯甲烷。2phI固化剂被选中是因为其疏水性能。溶剂蒸发过程图2所示。

3.2 2phI和PCL的比率对微胶囊形成的影响

在这项研究中,PCL是用作壁材和2phI为核心材料。在微胶囊化的过程中，PCL的数量是固定在1.0克,和2phI在[0,0.50和1.0 g]之间。在这个实验中PCL的分子量为65000,和浓度是1%的PVA溶液[120毫升]。获得了微胶囊的电子扫描图片为图3所示。

在图3中,几乎所有的微胶囊在形状相似。微胶囊的大小是1.6 - 0.6,2.0 - 0.7,2.4 - 0.8为0,0.50,和1.0 g2phI。因此,大小的微胶囊2phI的数量的增加而增加微胶囊。

TGA的微胶囊是为了进行测量的数量2phI在微胶囊。微胶囊的制备使用1.0 g 的PCL,分子量为65000,0,0.52phI 0和1.0。图4所示的结果。

样品2phI的重量在温度为40℃突然减少。而另一个在温度为200℃左右时

2phI重量,样品的重量开始减少约200 8 c 2PhI1.0 g的微胶囊。这减少的重量是由PCL微胶囊的存在。因此,微胶囊2PhI的估计量从减重TGA研究,和在这2p个微胶囊是大约10 wt %。

微胶囊的制备使用2PhI0.50 g,样品重量开始减少约300 8 c。然而降低很小,因此,样品中不含2PhI。2PhI的数量在这个微胶囊5重量%。

3.3 PCL的分子量的影响

使用PCL的封装进行了不同分子量的2000年,14000年、65000年和65000年为了检查PCL的分子量的影响微胶囊的形成。在这个实验中,PCL的1.0克,1.0 g 2PhI1.0 wt %的PVA溶液[120毫升]。微胶囊的SEM照片图5所示。

3.4 微胶囊的渗透性

微胶囊的渗透性是指微胶囊在乙醇中在相同间隔时间释放出来的2PhI量。在这个实验中,要用到1.0g2PhI和分子量为80000,65000,14000,2000的PCL各1.0g.结果如图7所示。

在图7中,分子量为2000PCL对应的微胶囊的释放率要比其他的样本的释放率更快。因为含有更多的2PhI，所以微胶囊在180min后比其他样本释放更多的2PhI。另一方面，对于PCL分子量为80000的微胶囊来说，释放速率更慢，因为含有的

2PhI量本身就少。结论就是，PCL的分子量越大，渗透率越慢。

在图8中,微胶囊的释放速率是用0.5gPhI，PCL1.0g检查。

比较图8中和图7中的结果,图7中的PhI更少。PCL的分子量为65000和80000的微胶囊的释放速率是相似的,而这些样品含有少量的2PhI。在图8中, 在较高的分子量释放速度较慢的。

3.5 反应性和微胶囊的贮存期

环氧树脂与咪唑类的固化反应发生。好多学者研究环氧树脂的反应机理。但是机理并不是完全被接收。目前，最广泛接受的机理如图9[22]。

在图9中, 环氧树脂与2PhI以1:1发生加成反应。然后得到的产物再与环氧树脂以1:2加合反应。1:2的加合物含有阳离子和阴离子。环氧官能团含有阴离子。这种阴离子聚合只出现5 – 10次[22]。

用DSC来检测微胶囊与环氧树脂[ydf - 170]的固化行为。这些结果相比纯2PhI，在这些实验中,给环氧树脂添加20%的微胶囊,和5%纯2 PhI。由于微胶囊中包含25%的2 PhI这样二者的2 PhI 的含量是一样的。DSC结果图10所示。

在图10中, DSC使用放热模式检测,因为2 PhI与环氧树脂的固化反应是放热