环氧树脂NPC固化材料改性研究
环氧树脂改性方法的研究现状及进展
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环氧树脂改性方法的研究现状及进展环氧树脂是一种重要的工程塑料,广泛应用于航空航天、汽车、电子、建筑等领域。
由于其独特的结构和性质限制了其在某些特定应用中的性能,因此需要对环氧树脂进行改性。
目前,环氧树脂的改性方法主要包括填料改性、无机颗粒改性、增韧改性和溶液共混改性等。
填料改性是最常用的一种改性方法。
填料可以增加环氧树脂的硬度和耐磨性,改善其力学性能。
常用的填料包括纤维素、玻璃纤维、炭纤维、碳纳米管等。
研究表明,在填料改性中,填料的形状、大小、分散性以及填充效果对改性效果有重要影响。
无机颗粒改性是一种将无机颗粒加入到环氧树脂中的方法。
无机颗粒可以提供增强效果,改善环氧树脂的机械性能和耐高温性能。
常见的无机颗粒包括二氧化硅、氧化铝等。
研究发现,无机颗粒的形状和尺寸对改性效果有重要影响。
增韧改性是一种通过添加改性剂来提高环氧树脂的韧性的方法。
常用的增韧剂有橡胶颗粒、聚酰胺颗粒等。
增韧剂可以提高环氧树脂的冲击强度和断裂韧性,改善其耐冲击性能。
溶液共混改性是一种将其他树脂或高分子物质与环氧树脂溶解在一起的方法。
共混可增加环氧树脂的热稳定性、光学性能和电学性能。
常用的共混物包括聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯等。
除了上述传统的改性方法,近年来,还出现了一些新的环氧树脂改性方法。
石墨烯改性、金属有机骨架(MOF)改性、纳米颗粒改性等。
这些新的改性方法在提高环氧树脂性能方面具有巨大潜力,但目前仍处于研究阶段。
环氧树脂改性方法的研究现状比较丰富,不同的改性方法可以提供不同的性能改善。
在实际应用中,还需要根据具体的需求选择最合适的改性方法,并进行优化和调整,以获得最佳的改性效果。
未来的研究应重点关注新型改性方法的开发和环氧树脂改性的多功能化。
环氧树脂基本固化反应机理及其改性研究
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环氧树脂基本固化反应机理及其改性研究环氧树脂是一种功能性重要的高分子材料,广泛应用于各个领域中,如航空、汽车、电子、建筑等。
环氧树脂具有优异的化学稳定性、机械性能和热稳定性,同时也易于加工,因此被广泛应用。
其中,环氧树脂的固化反应机理及其改性研究是其应用的关键所在。
一、环氧树脂固化反应机理环氧树脂的固化反应主要是环氧基与活性氢、羟基、胺基等物质发生缩合反应,形成一个三维网络结构,这种网络结构能够有效地提高环氧树脂的热稳定性、耐化学性和抗冲击性。
环氧树脂的固化反应是一个复杂的化学反应过程,涉及到多种反应机理。
首先,环氧树脂与胺类催化剂发生加成反应,形成含有活性氢的酰胺中间体。
随后,酰胺中间体与环氧树脂发生缩合反应,形成的环氧酰胺化合物具有较高的反应活性。
最后,环氧酰胺化合物与胺类催化剂继续发生缩合反应,形成热稳定的三维网络结构。
值得注意的是,环氧树脂的固化反应是一个过程中的过程,即先形成线性高分子,然后再形成三维高分子。
其中,线性高分子的形成过程涉及到大量的催化剂的存在,而三维高分子的形成则与结构设计和调控有关,因此,环氧树脂的固化反应机理及其设计与调控是环氧树脂改性的重要方向之一。
二、环氧树脂的改性研究环氧树脂作为一种功能性重要的高分子材料,其改性技术近年来发展迅速,所涉及到的材料包括新型催化剂、改性树脂、耐高温树脂、卤化树脂、碳纤维等,这些材料均在一定程度上提高了环氧树脂的性能。
1. 新型催化剂环氧树脂的固化反应主要依赖于催化剂的存在,新型催化剂的应用可以显著提高环氧树脂的固化速率和反应活性,从而有效地提高环氧树脂的性能。
目前,常见的新型催化剂包括有机锡、有机钴、有机铁、吸湿化合物等。
2. 改性树脂改性树脂是一种将环氧树脂与其他化合物进行杂化的方法,其主要目的是提高环氧树脂的机械性能、热性能和耐化学性。
常见的改性树脂包括丙烯酸酯树脂、苯乙烯树脂等。
3. 耐高温树脂耐高温树脂是指在高温条件下,具有较高稳定性和机械性能的树脂。
环氧树脂的改性研究发展
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环氧树脂的改性研究发展付东升 1 朱光明 1 韩娟妮2(1西北工业大学化工系,2西北核技术研究所)1、前言近年来,科研工作者对环氧树脂进行了大量的改性研究,以克服其性脆,冲击性、耐热性差等缺点并取得了丰硕的成果。
过去,人们对环氧树脂的改性一直局限于橡胶方面,如端羧基丁脂橡胶、端羟基丁腊橡胶、聚琉橡胶等[1—4]。
近年来,对环氧树脂的改性不断深入,改性方法日新月异,如互穿网络法、化学共聚法等,尤其是液晶增韧法和纳米粒子增韧法更是近年来研究的热点。
综述了近年来国内外对环氧树脂的改性研究进展。
2、丙烯酸增韧改性环氧树脂利用丙烯酸类物质增韧环氧树脂可以在丙烯酸酯共聚物上引入活性基团,利用活性基团与环氧树脂的环氧基团或经基反应,形成接技共聚物,增加两相间的相容性。
另一种方法是利用丙烯酸酯弹性粒子作增韧剂来降低环氧树脂的内应力。
还可以将丙烯酸酯交联成网络结构后与环氧树脂组成互穿网络(IPN)结构来达到增韧的目的。
张海燕[5]等人利用环氧树脂与甲基丙烯酸加成聚合得到环氧-甲基丙烯酸树脂(EAM),其工艺性与不饱和聚酯相似,化学结构又与环氧树脂相似,得到的改性树脂体系经固化后不仅具有优异的粘合性和化学稳定性,而且具有耐热性好、较高的延伸率,固化工艺简单等优点。
同时由于共聚链段甲基丙烯酸酯的引入,体系固化时的交联密度降低,侧基的引入又为主链分子的运动提供更多的自由体积,因此改性体系的冲击性能得以提高。
韦亚兵[6]利用IPN法研究了聚丙烯酸酯对环氧树脂的增韧改性。
他将线性聚丙烯丁酯交联成网状结构后与环氧树脂及固化剂固化,形成互穿网络结构。
该方法增加了丙烯酸丁酯与环氧树脂的相容性。
该互穿网络体系具有较高的粘接强度和优异的抗湿热老化能力。
李已明[7]通过乳液聚合法首先制备出丙烯酸丁酯(PBA)种子乳液,在引发剂作用下合成出核乳液,然后在该种子上引入聚甲基丙烯酸甲酯壳层得到核壳粒子。
利用该粒子来增韧环氧村脂时,由于聚甲基丙烯酸甲酯的溶解度参数与环氧树脂的溶解度参数相近,因此两者的界面相容性非常好。
对聚氨酯改性环氧树脂的探究
![对聚氨酯改性环氧树脂的探究](https://img.taocdn.com/s3/m/92a9fb05302b3169a45177232f60ddccda38e68b.png)
聚氨酯改性环氧树脂的 动态力学性能(DMTS)
EP 和m-EP 的DMTS 曲线分别如 Fig . 4、Fig. 5 所示。Fig. 5 中有两个内耗峰, 即m-EP有两个T g , 为两相体系, 这跟DSC 测试 结果一致。比较两图可知, m-EP 有较高的T g ; 经聚氨酯接枝的EP 不仅内耗峰高, 而且内耗峰向高温 方向拓展, 温域变窄。可见, 在分 子中引入接枝链, 是提高EP 阻尼 性能的有效方法。
结语
一.( 1) 两端为- NCO 基团的PU 分子链成功接枝到环氧树脂的分子链上。 二.经PU 改性环氧树脂的T g 提高, PU链段含量为30% 的改性EP, T g 从92 e 提高到104 e ; 而且DSC 曲线出现两个玻璃化转变。 三.( 3) PU 链段的引入能显著提高EP 的冲击强度, 改性后EP 的冲击强度是未改性的两倍多; 随 着PU 链段含量的增多, EP 的弯曲强度、硬度降低。 四.( 4) 经PU 链段接枝改性的EP 内耗峰提高, 说明阻尼性能变好; 而且其内耗峰向高温方向拓展, 温域变窄。
聚氨酯原料配比对改性环氧树脂性能的影响
PUR不同原料配比对改性环氧树脂性能的影 响见表2 。从表2 可见, 当直接用聚乙二醇 作为改性剂加人环氧树脂体系时, 拉伸、冲 击、弯曲性能都很差, 可见游离的低分子量 二醇类起不到改性作用, 主要是聚氨酯的作 用。当TDI:聚乙二醇为1:3 左右时, 拉伸、 冲击、弯曲强度皆佳, 这是因为聚氨酯中的 酰胺基团中存在着极性的羰基和活泼的仲胺 氢原子, 可以与环氧树脂中的环氧基开环交 联, 使聚氨酯的柔性链与环氧树脂以化,这样就达到了既增韧又增强的目 的。
环氧树脂具有优良的粘结力的机械强度,但缺乏韧性, 往往呈脆性状态。而聚氨酯则具有 极佳的柔韧性和弹性。因此, 探索用聚氨酯来改性环氧树脂。 实验部分 SK 3 聚氮醋一环级树脂的合成 在装有搅拌器、温度计和通氮气阀门、连接减压真空泵的四口反应器中, 放入端经基聚醚 ,加热、抽真空, 排除水份及空气。冷至60℃ , 通氮气保护、滴加称量的异氰酸酯, 加热 , 搅拌保温, 得到异氛酸酯封端的氨酯予聚体。然后加入称取的环氧树脂, 在氮气中加热 , 不断搅拌, 进行反应。经红外光谱分析证实NCO 基团全部耗尽为止, 反应完成。如图1 和图2 所示。
环氧树脂改性方法的研究现状及进展
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环氧树脂改性方法的研究现状及进展
一种常见的环氧树脂改性方法是添加纳米填料。
纳米填料具有高比表面积和优异的力
学性能,能够显著改善环氧树脂的力学性能。
研究表明,添加纳米填料可以提高环氧树脂
的强度、硬度和耐磨性等性能。
常用的纳米填料包括纳米氧化物、纳米碳材料和纳米陶瓷等,它们可以通过增加界面作用、限制聚合物链的运动以及增加嵌段间的交联来改善环氧
树脂的性能。
另一种常见的环氧树脂改性方法是添加增韧剂。
环氧树脂通常呈现脆性断裂模式,而
添加增韧剂可以显著提高其的韧性和韧度。
常用的增韧剂包括弹性体微粒、聚合物改性剂、共聚物改性剂等,它们通过在环氧树脂中形成可拉伸的弹性体相,改变了断裂机制,从而
提高了环氧树脂的韧性。
还有其他一些环氧树脂改性方法,如添加助剂、交联剂和引入共聚物等。
助剂可以通
过改变环氧树脂的物理性质来改善其综合性能。
交联剂可以提高环氧树脂的热稳定性和抗
溶剂性能。
共聚物的引入可以改变环氧树脂的分子结构,进而影响其性能。
环氧树脂改性方法的研究现状较为丰富,已经取得了一定的进展。
目前仍存在一些问题,例如改性方法复杂、成本高昂以及加工难度大等。
未来的研究方向应该是探索更简单、经济、高效的改性方法,以进一步提高环氧树脂的性能,并推动其在各个领域的应用。
环氧树脂改性研究进展
![环氧树脂改性研究进展](https://img.taocdn.com/s3/m/918a8a80c67da26925c52cc58bd63186bceb92dc.png)
环氧树脂改性研究进展环氧树脂是一种重要的聚合物材料,具有良好的绝缘性能、强度高、耐化学腐蚀等优点。
然而,传统环氧树脂在一些方面存在着一些缺陷,比如脆性、热稳定性差等。
为了改善这些问题,人们进行了大量的环氧树脂改性研究,以满足各种应用需求。
一种常见的改性方法是添加填充剂,如纳米材料、无机颗粒等。
纳米填料的添加可以显著改善环氧树脂的力学性能、热稳定性和耐化学腐蚀性能。
例如,添加纳米硅胶可以提高环氧树脂的强度和断裂韧性,同时显著改善其热稳定性。
添加纳米陶瓷粒子可以增加环氧树脂的硬度和热稳定性。
此外,添加纳米颗粒还可以提高环氧树脂的导热性能,有利于其在电子封装和导热材料中的应用。
另一种常见的改性方法是进行化学改性,如添加醇酸树脂、亚麻酸树脂等。
通过这些化学改性方法,可以显著改善环氧树脂的力学性能、热稳定性和耐化学腐蚀性能。
例如,添加醇酸树脂可以提高环氧树脂的断裂韧性和热稳定性。
添加亚麻酸树脂可以显著提高环氧树脂的抗脆性和耐化学腐蚀性能。
此外,还可以通过改变环氧树脂的交联结构、引入热稳定剂等方式进行化学改性,以提高其性能。
同时,人们还研究了环氧树脂共混改性的方法。
通过将两种或多种不同的环氧树脂进行共混,可以实现对环氧树脂性能的调节。
例如,通过共混苯环氧树脂和聚醚型环氧树脂,可以同时提高强度和断裂韧性。
通过共混环氧树脂与其它聚合物,如聚酰胺、聚氨酯等,也可以实现对环氧树脂性能的调节。
此外,还可以通过共混环氧树脂与纳米材料、填充剂等进行改性,以进一步提高性能。
在环氧树脂改性研究中,还有一些新材料和新技术被提出。
例如,人们研究了通过固体废弃物改性环氧树脂的方法,如通过将废旧塑料、聚氨酯等与环氧树脂进行共混改性,以实现资源的再利用。
此外,人们还研究了通过高温固化方法改性环氧树脂的方法,如通过在高温条件下进行固化反应,可以实现环氧树脂的高温稳定性能。
综上所述,环氧树脂改性研究已取得了重要的进展,通过添加填充剂、进行化学改性、共混改性等方法,可以显著改善环氧树脂的性能。
环氧树脂的改性与增韧研究
![环氧树脂的改性与增韧研究](https://img.taocdn.com/s3/m/a5d7004759fb770bf78a6529647d27284b7337ad.png)
环氧树脂的改性与增韧研究引言环氧树脂是一种重要的聚合物材料,具有优异的力学性能和化学稳定性,在工业领域中广泛应用。
然而,传统的环氧树脂存在一些固有的缺点,如脆性、易开裂和低冲击韧性等。
为了提高环氧树脂的性能,研究人员不断努力开展改性与增韧研究,以满足不同领域对材料性能的需求。
一、环氧树脂的改性方法1. 添加剂改性添加剂是改善环氧树脂性能的常见方法之一。
通过添加不同类型的添加剂,如填料、增塑剂和稀释剂等,可以调整环氧树脂的硬度、抗冲击性和粘附性等性能。
填料的加入可以增加环氧树脂的强度和硬度,同时降低成本。
增塑剂的加入可以提高环氧树脂的柔韧性和延展性,改善其加工性能。
稀释剂的加入可以调节环氧树脂的粘度,降低粘度有利于涂层的施工。
2. 聚合物改性聚合物改性是另一种常见的环氧树脂改性方法。
将其他聚合物与环氧树脂共混,可以改变其力学性能和热性能。
常用的聚合物改性剂包括丙烯酸酯、苯乙烯和聚酰胺等。
通过共混聚合,可以在环氧树脂中引入新的相,从而改善其力学性能和耐热性。
此外,聚氨酯改性剂也常用于环氧树脂的改性,可以提高其抗冲击性和抗裂性。
二、环氧树脂的增韧方法1. 纤维增韧纤维增韧是一种常用的增韧方法,主要通过引入纤维增强相来增加环氧树脂的韧性。
常用的纤维增韧剂包括玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维等。
这些纤维增韧剂具有高强度和高模量的特点,可以增加环氧树脂的拉伸强度和韧性。
此外,纤维增韧还能提高环氧树脂的热稳定性和抗老化性能。
2. 橡胶增韧橡胶增韧是另一种常见的增韧方法,通过在环氧树脂中引入橡胶颗粒,可以提高其冲击韧性和拉伸韧性。
常用的橡胶增韧剂包括丁苯橡胶、丙烯酸酯橡胶和乙烯-丙烯橡胶等。
橡胶颗粒能吸收冲击能量,从而有效阻止环氧树脂的开裂和断裂。
此外,橡胶增韧还能提高环氧树脂的耐热性和耐溶剂性。
三、环氧树脂的改性与增韧研究进展随着科学技术的不断发展,环氧树脂的改性与增韧研究取得了显著的进展。
一方面,研究人员通过改变添加剂的类型和含量,实现了对环氧树脂性能的精确调控。
环氧树脂改性与应用的研究进展
![环氧树脂改性与应用的研究进展](https://img.taocdn.com/s3/m/ea74e01a227916888486d7b4.png)
环氧树脂改性与应用的研究进展蒋华麟 陈萍华(南昌航空大学环化学院,江西南昌 330063)摘 要:环氧树脂中含有羟基、环氧基等极性基团。
它易于许多极性表面产生次价键、氢键和主价键,因而具有极强的附着力。
本文从四个方面了环氧树脂的改性与应用,“绿色涂料”改性;为提高增韧性改性;作为隐身涂料的改性;如表面性能、成型、阻燃等其他方面。
关键词:环氧树脂 改性 进展引言环氧树脂通常是环氧氯丙烷和二酚基丙烷(双酚A)的缩聚物,缩聚反应常在氢氧化钠存在下进行[1]。
环氧树脂中含有羟基、环氧基等极性基团。
它易于许多极性表面产生次价键、氢键和主价键,因而具有极强的附着力。
同时环氧基和羟基能与其他化合物官能团(如胺基、羟基及羧基)反应形成网络结构,从而获得高的机械性能。
结构中的醚键由于可以自由旋转,加上交联点间存在许多碳氢脂肪键,使得其具有一定韧性。
1 从“绿色涂料”角度对环氧树脂进行改性所谓“绿色涂料”是指节能、低污染的水性涂料、粉末涂料、高固体含量涂料(或称无溶剂涂料)和辐射固化涂料等,从基料性能和使用现状看,环氧树脂基材的涂料将成为绿色涂料主导。
目前国内外一些先进企业的环氧树脂固含量溶剂型涂料,固含量可达100%。
环氧树脂具有优异的粘接性能、耐磨性能、机械性能、电绝缘性能、化学稳定性能、耐高低温性能,以及收缩率低、易加工成型和成本低廉等优点,在胶粘剂、电子仪表、轻工、建筑、机械、航天航空、涂料、电子电气绝缘材料及先进复合材料等领域得到广泛应用[2]。
常见的环氧树脂主要有两种类型,一是双酚A缩水甘油醚型环氧树脂。
通常被称为双酚A环氧树脂,占环氧树脂总产量的90%;另一种是高官能度环氧树脂(分子中具有2个以上环氧基)。
近年来,有关环氧树脂改性的研究已经取得了相当的进展[3-7]。
2 为提高环氧树脂的增韧性进行改性为了增加环氧树脂的柔韧性,最初人们采用的方法是加入一些增塑剂、增柔剂,但这些低分子物质会大大降低材料的耐热性、硬度、模量及电性能。
环氧树脂改性研究进展
![环氧树脂改性研究进展](https://img.taocdn.com/s3/m/cd11945db84ae45c3b358c3d.png)
综合实践环氧树脂改性研究进展专业:高分子材料与工程班级:高分子092学号:姓名:欧丽丽日期:2012,6,1环氧树脂改性研究进展摘要:环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物,除个别外,它们的相对分子质量都不高。
环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征,环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。
由于分子结构中含有活泼的环氧基团,使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。
环氧树脂是一种综合性能优良的热固性树脂,但其韧性不足,耐热性能也较低,耐冲击损伤差。
文章介绍了改性环氧树脂的几种方法,并且对核壳乳胶粒子改性环氧树脂做了详细介绍。
关键词:改性;环氧树脂1:概述:环氧树脂具有优异的粘接性能、耐磨性能、机械性能、电绝缘性能、化学稳定性能、耐高低温性能以及收缩率低、易加工成型和成本低廉等优点。
在胶粘剂、电子仪表、航天航空、涂料、电子电气绝缘材料以及先进复合材料等领域得到广泛应用。
但由于纯环氧树脂固化物具有较高的交联结构,存在易发脆和抗冲击韧性差等缺点,难以满足工程技术的使用要求,限制了环氧树脂工业的发展。
目前,环氧树脂可以通过无机刚性填料、橡胶弹性体、热塑性塑料、核壳聚合物、热致液晶聚合物、纳米材料等进行增韧。
也有最新资料表明,用超支化聚合物对环氧树脂进行增韧已取得良好的效果。
2:环氧树脂的改性方法:2.1:有机硅树脂改性环氧树脂醚酰亚胺改性四官能团EP胶粘剂的粘接剪切强度是改性前的2倍左右, 200℃高温剪切强度仅下降10% ,不均匀剥离强度提高2. 5倍左右,;酰亚胺的引入可以提高改性EP的高温剪切强度保留率, 150℃时为76% ~84% , 175℃时也可达到75% ;双羟基聚酰亚胺固化EP粘接不锈钢时。
层间剪切强度有机硅树脂有良好的介电性、低温柔韧性、耐热性、耐候性及憎水性,而且表面能低,用其改性EP既能提高介电性能,又能提高韧性和耐高温性能、降低内应力,但它与EP相容性差。
环氧树脂改性方法的研究现状及进展
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环氧树脂改性方法的研究现状及进展环氧树脂是一种具有广泛应用前景的高分子材料,具有优异的机械性能、化学稳定性、耐热性和电绝缘性能。
然而,传统环氧树脂的应用范围受到其固有缺陷的限制,如脆性、耐冲击性能差、拉伸强度低、抗剪强度差等。
因此对环氧树脂进行改性是提高其应用性能的有效途径之一。
目前,常见的环氧树脂改性方法主要包括增韧改性、增强改性、生物基改性和功能性改性等。
其中增韧改性是最为常见的改性方法,其主要目的是提高环氧树脂的韧性和耐冲击性能。
增韧剂的种类繁多,如以丁腈橡胶、聚酰亚胺、聚醚酰胺等为代表的弹性体增韧剂,以及纳米填料增韧剂等。
通过添加适量的增韧剂,可以显著提高环氧树脂的韧性、拉伸强度、抗剪强度和耐冲击性能,使其能在更加苛刻的应用环境下工作。
增强改性是对环氧树脂强度方面的改性,主要是通过添加增强剂提高环氧树脂的强度和刚度,使其具备更高的承载能力。
常见的增强剂有碳纤维、玻璃纤维、碳纳米管等。
添加适量的增强剂可以显著提高环氧树脂的拉伸强度、弯曲强度和耐疲劳性能等。
生物基改性是利用来源于生物质的化合物,如淀粉、脂肪酸、生物树脂等,对环氧树脂进行改性。
生物基改性环氧树脂与传统环氧树脂相比,具有可再生性高、合成成本低、生产过程环保等优势。
此外,生物基改性环氧树脂还可应用于医学、食品包装等领域。
功能性改性是利用其它功能材料对环氧树脂进行改性,如导电剂、吸声剂、阻燃剂、Uv稳定剂等。
功能性改性环氧树脂的添加剂种类繁多,不仅可以为其赋予新的功能性质,也能提高其在特定应用领域的适用性能。
总体来看,环氧树脂改性方法在不同的应用领域都有广泛的应用前景,特别是近年来随着材料科学的发展,各类新型改性剂的研究不断推进,将为环氧树脂的应用开辟新的领域。
环氧树脂改性方法的研究现状及进展
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环氧树脂改性方法的研究现状及进展环氧树脂是一种重要的化学原料,广泛应用于涂料、塑料、胶粘剂、电子封装等领域。
由于其脆性和低耐热性,其应用限制了一些特定的工业应用。
研究人员不断探索新的环氧树脂改性方法,以改善其性能,拓宽其应用范围。
目前,环氧树脂改性方法的研究主要集中在以下几个方面:1. 填料改性:通过添加不同类型的填料,如纳米粒子、碳纤维、陶瓷微粒等,可以显著改善环氧树脂的力学性能、导热性能、耐磨性等。
添加纳米级二氧化硅球形颗粒可以提高环氧树脂的硬度和强度,添加碳纤维可以增加其抗拉强度和冲击韧性。
2. 高分子改性:通过在环氧树脂中掺入其他高分子材料,如聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯醇等,可以改变其玻璃化转变温度、热稳定性、机械性能等。
在环氧树脂中加入聚酰亚胺可以提高其热稳定性和抗氧化性能,使其适用于高温环境下的应用。
3. 化学改性:通过引入新的官能团或化学反应,改变环氧树脂的化学结构和性能。
通过环氧树脂和弹性体的反应,可以制备出具有优异韧性和延展性的环氧树脂复合材料。
还可以利用“点击化学”方法,通过环氧树脂和具有特定官能团的化合物的“点击”反应,实现环氧树脂的改性。
4. 光敏改性:利用光敏聚合物与环氧树脂的共聚反应,可以在环氧树脂中引入结构复杂、功能多样的化合物。
这种方法可以实现对环氧树脂的精确构筑,并赋予其特定的性能。
通过光敏改性可以调节环氧树脂的机械性能、电学性能、光学性能等。
环氧树脂改性方法的研究现状和进展主要体现在填料改性、高分子改性、化学改性和光敏改性等方面。
这些改性方法对环氧树脂的性能改善和应用拓展起到了重要作用,为环氧树脂的推广应用提供了新思路和途径。
目前仍存在一些挑战,如改性方法的成本、操作简易性、环境友好性等问题,需要进一步的研究和探索。
环氧树脂改性方法的研究现状及进展
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环氧树脂改性方法的研究现状及进展环氧树脂是一种重要的高性能材料,具有许多优异的性能,如高强度、高模量、优异的耐化学腐蚀性、优异的电气性能等。
然而,它的应用仍受到一些问题的制约,如脆性、低界面附着力、低耐热性、低耐疲劳性等。
鉴于这些问题,许多研究者进行了环氧树脂改性的研究,以提高其性能。
本文将综述环氧树脂改性方法的研究现状及进展。
一、填充剂改性环氧树脂常常通过添加填充剂来改善其性能。
常用的填充剂有石墨、碳纤维、纳米氧化物等。
填充剂的加入可以改善环氧树脂的力学性能、热性能、耐化学性能等。
但同时也会带来副作用,如破坏环氧树脂的整体性能、对环境的影响等。
二、共混改性共混是通过将两种或以上的物质混合在一起,形成新的材料。
在环氧树脂中,通常会将其他树脂如聚酰亚胺、聚醚酮等与环氧树脂进行共混改性。
共混改性可以通过改变分子结构、增加交联密度、提高热稳定性等方式来提高环氧树脂的性能。
但是,共混体系中不同材料的相容性是一个重要的问题,不同树脂的复合会带来化学反应、相互之间的分离等问题,对共混体系的稳定性产生负面影响。
三、改性剂改性改性剂是引入到环氧树脂体系中的一些化学物质,它们通过与环氧树脂基体反应,不断改变环氧树脂的性能。
改性剂的种类和用量对环氧树脂的性能差异很大。
例如,添加硬化剂可以提高环氧树脂的强度和硬度;添加增稠剂可以改善环氧树脂的流动性;添加促进剂可以促进环氧树脂的固化反应等。
改性剂改性是一种常见且有效的改性方法,但同时也会影响环氧树脂的结构和性能,因此需要在实验室进行合理的配合和测试。
四、辐射改性辐射改性是环氧树脂改性的一种新颖方式,通过电子、X射线、紫外线等辐射处理,可以控制环氧树脂的分子结构和物理性能,从而达到改善环氧树脂性能的目的。
例如,辐射处理可以增加环氧树脂的交联密度,提高硬度和强度;也可以改变环氧树脂的吸附性,以便与其他材料形成更牢固、更耐用的结合。
但是,辐射处理可能会产生辐射剂量过大、环境污染等问题,因此需要大量的研究和测试。
环氧树脂的改性研究
![环氧树脂的改性研究](https://img.taocdn.com/s3/m/11b736f90975f46527d3e13d.png)
环氧树脂的改性研究摘要环氧树脂是一类品类繁多,不断发展的的合成型树脂。
但因其耐候性和韧性差,降低了材料的性能,为了使环氧树脂适用于更广阔的领域,人们通过改性方法,增强其耐候性和韧性。
本文主要介绍了几种环氧树脂的改性方法。
前言环氧树脂(通称为epoxy resin),是一种环氧低聚物〔epoxy oligomer),与固化剂(hardener)反应可形成三维网状的热因性塑料。
环氧树脂通常是在呈液体的状态下,经常温或加热进行固化,达到最终的使用目的;作为一种液态体系的环统树脂具有在固化反应过程中收缩率小,其固化物的粘接性、耐热性、耐化学药品性以及机械性能、电气性能优良的特点,是热因性树脂小应用量较大的一个品种。
缺点是耐候性和韧性差(除部分待殊品种外),但可以通过对环氧低聚物和固化别的选择,或采用合适的改性方法在一定程度上加以克服和改进。
改性方法合成了一系列的PBA/PMMA核壳型复合弹性粒子,并用于增韧双酚A环氧树脂DEGMA/DDM体系。
研究表明,适宜的PBA/PMMA核壳比是核壳型复合弹性粒子增韧环氧树脂的先决条件;添加合适核壳比的复合粒子能提高改性体系的冲击强度、剪切强度、降低固化体系的内应力。
随着核壳粒子橡胶相尺寸的减小,改性体系的冲击强度逐渐增加,内应力降低,但对体系的剪切强度影响并不显著。
在外力作用下观察到核壳粒子空穴化引起剪切屈服增韧。
核壳粒子的形态由透射电镜观测(TEM),改性试样的断裂表面由扫描电镜观测(SEM)。
改性体系中分散相的尺寸由预制结构的核壳复合粒子控制。
①二氧化双环戊二烯(CDR -0122)环氧树脂固化物的耐热性较好,但脆性大.采用不同质量分数的环氧(E -51)改性CDR -0122.对不同的改性体系进行DSC分析,确定其活化能、反应级数和最佳固化工艺.对改性的CDR - 0122环氧树脂固化物进行力学性能和耐温性能测试.结果表明:当加入E-51的质量分数为30%时,CDR -0122的树脂体系的综合性能最优.相比改性前,改性后的树脂体系活化能略有下降,并且其拉伸强度和弯曲强度分别提高了52.38%和54.77%,但玻璃化转变温度略有下降.②采用4,4一二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)对双酚A环氧树脂和脂肪族环氧树脂进行嗯唑烷酮化共改性,研究了MDI及作为活性稀释剂的脂肪族环氧用量对改性产物黏度及树脂固化物力学性能、耐热性的影响。
环氧树脂改性方法的研究现状及进展
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环氧树脂改性方法的研究现状及进展环氧树脂是一种重要的高分子材料,具有优异的物理性能和化学性能,广泛应用于涂料、胶粘剂、复合材料等领域。
传统的环氧树脂在一些方面存在着不足,如耐热性、耐溶剂性、耐候性等,因此需要进行改性以满足不同应用领域的需求。
环氧树脂的改性方法有很多种,包括物理改性、化学改性、功能性改性等。
本文将对环氧树脂改性方法的研究现状及进展进行探讨。
一、物理改性物理改性是指通过添加填料、增容剂等物质,来改善环氧树脂的性能。
常用的填料包括纳米材料(如纳米硅、纳米氧化铝)、微米级无机颗粒(如氧化镍、氧化锌)、碳纤维、玻璃纤维等。
这些填料可以提高环氧树脂的强度、刚度、耐磨性等性能,同时也可能降低环氧树脂的粘度、降低成本。
增容剂也是常用的物理改性方法。
环氧树脂在固化过程中通常会产生收缩,导致出现裂纹或变形,为了解决这一问题,可以添加增容剂来缓解固化时的收缩压力,从而提高环氧树脂的成型性能。
二、化学改性化学改性是指通过在环氧树脂中引入新的化学基团或改变其分子结构,来改善环氧树脂的性能。
常用的化学改性方法包括引入活性基团、共聚改性、交联改性等。
引入活性基团是一种常用的化学改性方法,通过在环氧树脂中引入含有活性基团的单体或聚合物,来增强环氧树脂的交联密度、热稳定性等性能。
通过引入含有双酚A结构的环氧树脂单体,可以提高环氧树脂的热稳定性和耐溶剂性。
共聚改性是指将环氧树脂与其他共聚物如聚酰胺、聚酯等进行共聚反应,从而得到具有特定性能的共聚物。
这种方法可以在一定程度上提高环氧树脂的弯曲强度、拉伸强度等性能。
交联改性是指通过在环氧树脂中引入交联剂,如多元醇、胺类化合物等,来提高环氧树脂的耐热性、耐化学品性等性能。
通过交联改性,可以增加环氧树脂的分子量,提高其热变形温度和拉伸强度。
三、功能性改性引入亲水性基团是为了提高环氧树脂的表面活性和润湿性能。
通过在环氧树脂中引入羧基、羟基等亲水性基团,可以使其与其他物质更好地结合,提高涂料、粘接剂等产品的性能。
环氧树脂改性方法的研究现状及进展
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环氧树脂改性方法的研究现状及进展近年来,随着科技的发展和人们对材料性能的不断追求,环氧树脂在各领域的应用得到了广泛的推广和应用。
然而,纯净的环氧树脂在某些方面仍存在一些缺陷,如强度、硬度、耐热性等方面需要改进。
因此,人们开始着手研究环氧树脂的改性方法,以进一步提高其性能。
环氧树脂的改性方法可以分为三类:物理方法、化学方法和新型方法。
1.物理方法物理方法主要包括填充法、增韧法和暴力法等。
其中填充法将高分子材料填充到环氧树脂中,以增强其硬度、强度和耐磨性等。
增韧法则是通过将某些弹性体粘合到环氧树脂中,以增强其韧性和抗冲击性。
暴力法则是将环氧树脂极限力降至其塑性区内,使其熔化、扩散,加工成所需的形状。
2.化学方法化学方法主要是通过与其他材料发生反应来改变环氧树脂的分子结构,从而改变其性能。
具体的方法有聚合反应、交联反应、微波催化反应等。
3.新型方法新型方法主要包括生物制备法、纳米制备法、等离子体制备法等,这些方法主要是利用先进技术制备新型高性能的环氧树脂,进一步提高其性能。
目前,对环氧树脂填充材料的研究主要集中在纳米级的颗粒上,如碳纳米管、纳米氧化铝、纳米硅酸钠等。
这些材料具有良好的增韧效果和机械性能改善效果。
此外,利用微小胶凝剂、高分子改性剂、润滑剂等也可改善环氧树脂的性能。
目前,交联改性已经成为了环氧树脂改性的主流方法,主要是通过交联强化三维网络结构,进一步提升环氧树脂的性能。
此外,聚合反应也被广泛应用于环氧树脂的改性中,如用UV固化剂进行聚合反应,可以提高环氧树脂的耐候性和光泽度。
随着纳米技术的进步,纳米环氧树脂的研究也逐渐成为了热门话题。
在制备纳米环氧树脂时,可以添加一定量的纳米材料,如纳米氧化镁、纳米发光材料、金属氧化物等,进一步提高环氧树脂的性能。
此外,生物制备法和等离子体制备法还在不断地发展研究中。
总之,环氧树脂的改性方法已经成为人们近年来研究的重点之一,随着各种新型技术的不断涌现和科技的不断进步,环氧树脂的改性方法还有很大的发展潜力。
环氧树脂的改性及其水性化研究
![环氧树脂的改性及其水性化研究](https://img.taocdn.com/s3/m/abfbe46ff11dc281e53a580216fc700abb685231.png)
环氧树脂的改性及其水性化研究环氧树脂是一种重要的高分子材料,具有优异的力学性能、化学稳定性和电气性能等。
然而,环氧树脂也存在一些缺点,如脆性大、易开裂、耐候性差等,这些问题限制了环氧树脂的应用范围。
因此,对环氧树脂进行改性和水性化研究,提高其综合性能和扩大应用领域具有重要意义。
环氧树脂的改性和水性化研究是当前高分子材料领域的热点之一。
在改性方面,研究者们通过引入新型的改性剂和制备方法,改善环氧树脂的韧性和耐候性。
在水性化方面,研究者们将环氧树脂制成水性涂料或水性胶黏剂等,以降低有机挥发物(VOC)的排放和改善作业环境。
然而,现有的改性和水性化方法仍存在一些问题。
如改性剂的添加可能会影响环氧树脂的力学性能和化学稳定性,制备过程也较为复杂。
在水性化方面,由于水性环氧树脂的耐水性和耐候性较差,限制了其应用范围。
环氧树脂的改性主要涉及共聚、共混、交联和扩链等方法。
其中,共聚是常见的改性方法之一,通过在环氧树脂的主链上引入柔性的链段,改善环氧树脂的韧性和耐候性。
共混则是将两种或多种类型的环氧树脂混合在一起,以获得综合性能优异的改性环氧树脂。
交联和扩链则通过增加环氧树脂的分子量,提高其力学性能和化学稳定性。
环氧树脂的水性化是通过引入特定的亲水基团,将环氧树脂制成水性涂料或水性胶黏剂等。
这不仅可以降低VOC的排放,改善作业环境,还可以扩大应用领域,如水性涂料、水性木器漆、水性胶黏剂等。
实现环氧树脂水性化的方法主要有两种:乳化和非乳化法。
乳化法是通过乳化剂的作用,将疏水的环氧树脂颗粒分散在水中,形成稳定的水分散液。
非乳化法则是在环氧树脂中引入亲水基团,使其直接溶于水中。
本研究采用文献综述和实验研究相结合的方法。
通过对国内外相关文献进行梳理和分析,了解环氧树脂改性和水性化的研究现状以及存在的问题。
然后,根据文献综述的结果,设计并实施了一系列实验,以验证改性剂对环氧树脂性能的影响以及不同制备工艺对环氧树脂水性化的影响。
环氧树脂胶粘剂的改性研究
![环氧树脂胶粘剂的改性研究](https://img.taocdn.com/s3/m/6ad92549bf23482fb4daa58da0116c175f0e1e44.png)
环氧树脂胶粘剂的改性研究课程:涂料与胶粘剂题⽬:环氧树脂胶粘剂的改性研究姓名:XXX 学号:XXX姓名:XXX 学号:XXX⽇期:XXXX-XX-XX环氧树脂胶粘剂的改性研究XXX XXX 化学⼯程与⼯艺摘要:综述了环氧树脂胶粘剂耐热,增韧改性研究的现状, 介绍了各种增韧耐热的应⽤。
关键词:环氧树脂,胶粘剂,耐热,改性,增韧;Modification of epoxy adhesiveXXX XXX Chemical Engineering and Technology Abstract:Epoxy resin adhesive heat toughening modification of the status quo, and a the various toughening heat-application.Keywords: epoxy resins, adhesives, heat-resistant, modified, toughened;前⾔环氧胶粘剂在整个合成胶粘剂中所占的⽐例并不⼤,但由于它的优异性能,在结构胶粘剂中却占据了主导地位,有“万能胶”之称。
但其固化后易产⽣较⼤的内应⼒,且产物中有较稠密的芳环结构,使得未经改性的环氧固化物较脆,,且耐⾼温性较差,为此,环氧树脂胶粘剂的改性研究很多。
相容性理论的发展和相容技术的进步推动了环氧树脂与弹性体(橡胶类)及热塑料树脂的合⾦化研究,经历了第⼆、第三代环氧胶粘剂时代。
近年来,则采⽤其它耐⾼温树脂与环氧树脂物理共混或化学改性,或在环氧分⼦中引⼊新的基团来提⾼环氧树脂的耐热性。
另外,胶粘剂中所⽤固体填料对改善耐热性也起重要作⽤。
本⽂着重介绍我国ER胶粘剂耐热和韧性研究及其应⽤。
主题⼀、环氧树脂胶粘剂在耐热性⽅⾯的改性的研究本⽅法以环氧树脂(EP)和有机硅硼改性EP 预聚物为主体材料,研制出⼀种可室温固化、⾼温使⽤且固化压⼒仅为接触压⼒的胶粘剂。
环氧树脂改性方法的研究现状及进展
![环氧树脂改性方法的研究现状及进展](https://img.taocdn.com/s3/m/1ba70459793e0912a21614791711cc7931b7789a.png)
环氧树脂改性方法的研究现状及进展环氧树脂是一种重要的高分子材料,以其优异的性能广泛应用于航空航天、电子设备、汽车和建筑材料等领域。
纯环氧树脂在一些方面还存在一些不足,如脆性、低耐热性等。
对环氧树脂进行改性已成为当前的研究热点之一。
本文将对环氧树脂改性方法的研究现状及进展进行综述。
近年来,研究人员通过添加各种纳米颗粒对环氧树脂进行改性。
纳米颗粒的加入不仅可以增强环氧树脂的力学性能,还可以改善其热稳定性和耐磨性。
常见的纳米改性剂包括纳米粉末、纳米纤维和纳米颗粒填料等。
纳米粉末的改性效果最为显著。
研究发现,添加纳米粉末后,环氧树脂的屈服强度和断裂韧性均有所提高。
一些研究还发现,通过改变环氧树脂的配方或调整反应条件,也可以实现对其性能的改善。
添加可共溶的树脂或低分子化合物可以提高环氧树脂的可加工性,降低其黏度,从而提高其涂覆性能。
在反应条件方面,控制固化反应的温度和时间可以调节环氧树脂的硬化程度和力学性能。
还有一些新型的环氧树脂改性方法得到了研究。
采用无机材料改性的方法可以改善环氧树脂的力学性能和耐热性。
研究人员发现,添加一定量的纳米氧化物或纳米硅酸盐可以显著增强环氧树脂的力学性能,并且使其具备较好的耐热性。
一些功能性改性剂的引入也被广泛关注,如荧光染料、磁性颗粒等。
这些功能性改性剂的引入不仅可以改善环氧树脂的性能,还可以赋予其特殊的功能,如荧光性能或磁性。
环氧树脂改性方法的研究已经取得了一定的进展,但仍存在一些挑战。
如何实现纳米颗粒的均匀分散、如何调控纳米颗粒与环氧树脂的相互作用等问题仍待解决。
开发出效果更好、操作更简便的改性方法也是当前的研究方向之一。
环氧树脂改性方法的研究仍具有很大的发展空间,对于提高环氧树脂的性能以及拓宽其应用领域具有重要意义。
(整理)环氧树脂的改性
![(整理)环氧树脂的改性](https://img.taocdn.com/s3/m/2c0d4fff6bec0975f465e2bf.png)
环氧树脂的改性1、概述环氧树脂具有良好的综合力学性能、高度的粘合力、收缩率小、稳定性好、优异的电绝缘性能,作为涂料、胶粘剂、复合材料树脂基体、电子封装材料等在机械、电子、电器、航天、航空、涂料、粘接等领域得到了广泛的应用。
然而,由于固化后的环氧树脂交联密度高,内应力大,因而存在质脆、耐疲劳性、耐热性、抗冲击韧性差等缺点,难以满足工程技术的要求,使其应用受到一定的限制。
特别是制约了环氧树脂不能很好地用于结构材料等类型的复合材料,为此,国内外学者对环氧树脂进行了大量改性研究。
其中,最主要的是改善环氧树脂的脆性、耐湿热性。
环氧树脂可通过化学方法改性和物理方法进行改性。
化学方法改性主要是合成新型结构的环氧树脂及新型结构的固化剂;物理方法改性主要是通过与改性剂形成共混结构来达到提高性能的目的。
两种方法比较起来,第一种方法从工艺、成本及难易程度来讲都比第二种方法处于劣势。
因此,目前对环氧树脂的改性主要是通过共混结构实现的。
环氧树脂的增韧途径主要有三类:①刚性无机填料、橡胶弹性体和热塑性塑料聚合物等形成两相结构进行增韧。
②用热塑性塑料连续贯穿于环氧树脂网络中形成半互穿网络型聚合物来增韧改性。
③通过改变交联网络的化学结构组成(如在交联网络中引入“柔性段”)以提高交联网络的活动能力。
环氧树脂的耐湿热性能的改善,主要是通过在环氧树脂分子中引入含稠环的结构单元和合成含氟的环氧树脂,以及采用新的固化剂代替传统的DDS等。
改性后的环氧树脂,由于耐湿热性和韧性的提高,将进一步扩大环氧树脂在电子电器产品、复合材料受力构件以及高性能结构胶粘剂等方面的应用。
另一方面,尽管环氧树脂具有良好的加工工艺性,但对于不同的应用,其操作工艺需要作适当的改善。
如二酚基丙烷型环氧树脂,由于黏度较大,在某些操作中工艺性差,就需要在固化体系中加入稀释剂来降低黏度,改善操作工艺性能。
因此,为了满足不同的应用,需要加入稀释刘、填料、增强剂等不同的添加剂。
环氧树脂的改性.ppt
![环氧树脂的改性.ppt](https://img.taocdn.com/s3/m/065097b28762caaedc33d409.png)
固化后的环氧树脂具 有很强的内聚力,分 子结构致密所以它的
机械强
2.3环氧树脂的固化反应
环氧树脂本身是一种热塑性高分子的预
聚体,呈粘性液体或脆性固体,单纯的树脂
几乎没有多大的使用价值,只有加入称作固
化剂的物质进行固化反应生成三维交联网络
结构,不溶不熔的高聚物后,才能呈现出一
系列优良的性能,实现最终用途。根据环氧
(1)合成端异氰酸酯基PU预聚体
5、聚氨酯改性环氧树脂机理 (二)
(2)扩链剂及交联剂与PU预聚体发生反应:
(3)异氰酸酯基一NcO与环氧基反应生成烷酮结构的聚合 物
5、聚氨酯改性环氧树脂机理(三)
(4)环氧树脂的固化反应
环氧树脂的固化反应方程式因固化剂的种类及 有无固化反应促进剂完全不同,无统一方程式可以 表述。但实质都是环氧基发生开环聚合反应,或是 羟基发生交联反应,逐步地进行固化反应,形成三 维网络结构。
5、聚氨酯改性环氧树脂的热
性能(一) 聚氨酯/环氧树脂体系的另一个重要目的就是在提高材料的冲击性
能的同时,不降低材料的热性能。行热性能测试以考察改性结果。本实 验通过TG曲线,探讨了聚氨酯预聚体加入量和环氧树脂不同种类对改性 材料的热性能影响;通过测定纯环氧树脂体系和聚氨酯改性环氧树脂体 系的固化过程DSC曲线,初步研究了两体系的固化反应动力学,测定了 其表观活化能等参数。
3、聚氨酯及其性能简介(二)
聚氨酯具有优良得综合性能,模量介于一般橡胶 和塑料之间。具有以下特性:可在较宽的范围内保持较 高的弹性和强度,优异的耐磨性,其耐磨性是天然橡胶 的2—10倍;耐油脂及耐化学品性优良:芳香族聚氨酯 耐辐射、耐氧性和臭Tit氧le 性in 能he优re良,耐疲劳性及抗震动性 好,适于高频挠曲应用;抗冲击性高:低温柔韧性好。 聚氨酯除上述种种特点外,还易于与其它单体或聚合物 混合,进行互不干扰的平行反应,得到性能优良的聚氨 酯互穿网络,因而成为目前研究最为广泛的一类互穿网 络聚合物体系。
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16环氧树脂材料具有内聚力大、黏附力强、柔顺性好、优良的热固化性能和稳定的耐化学腐蚀性、良好的电气绝缘性能等一系列优异的性能,被广泛应用于耐腐蚀涂料、电气绝缘材料及各种复合材料的制造。
它在电子、电气、机械制造、化工防腐、航空航天、船舶运输及其他许多工业领域中起到越来越重要的作用[1]。
使用热固性树脂通过自动压力凝胶(APG)工艺进行成型是生产互感器、变压器以及绝缘配件的主要工艺[2]。
采用APG工艺制得的绝缘件具有结构均匀、机电性能良好、生产效率高、自动化水平高等优势[3-4]。
环氧树脂混合料在室温条件下(25℃),其系统的适用期为1~2天;在40~45℃下适用期为8~12h;而在高温(140~160℃)条件下,则是高反应活性的,在短时内即快速凝胶,以可靠的设备和工艺参数加以控制和保证。
用APG工艺生产环氧树脂绝缘件,主要包括三个过程:前期混料、自动压力凝胶、成型后固化。
成型后固化主要是指产品在成型机上成型后,还需在固化炉内固化一段时间,以达到最佳的力学性能,固化温度和时间要考虑到制品的玻璃化温度、制品结构特点等因素[5]。
对于以E-51/酸酐固化剂/硅微粉为主体材料的固化体系,通常的后固化时间为10~12h(140~150℃),零件生产周期在18h以上,且后固化需要大量的烘箱配备,能耗很大。
在当今国家要求降能增效的大环境下,如何在保证产品质量的前提下减少后固化时间,提高产品生产效率,就显得具有特别的意义。
本文旨在通过对酸酐固化剂改性、调整环氧体系配方等,使绝缘件不需要后固化过程(即NPC工艺)或显著缩短绝缘件的后固化时间,提高生产效率,降低生产能耗。
试验对比了改性前后材料体系玻璃化温度、机械强度等。
所谓的NPC工艺,指的是没有后固化过程(NO POSTCURE)的工艺方法,本文通过试验证明,对于环氧树脂/酸酐体系而言,由于材料本身和APG加工工艺的特点,不可能完全做到无后固化过程,但是通过调整配方,可以大大缩短后固化时间,提高生产效率,减少电能损耗。
1 实验部分1.1 主要原材料和实验设备双酚A-二缩水甘油醚环氧树脂(E-51)中加入分散助剂,作为环氧树脂R1;改性酸酐固化剂,通过将MTHPA、THPA、反应型增韧剂等按不同的比例在高温下通过反应合成,分别制备了H1、H2、H3三种固化剂;复合促进剂,由热敏型潜伏性促进剂和胺类促进剂混合,共选取了C1、C2、C3三种配比,其中C1两种促进剂比例为1‥1;C2和C3 胺类促进剂的含量远大于潜伏性促进剂;活性硅微粉。
电动搅拌釜、密闭式反应釜、真空干燥箱、电热烘箱、DV-S型旋转粘度计;CMT-4304GD型号电子万能试验机、822e 梅特勒DSC测试仪、Gelnorm Geltimer一位凝胶时间测定仪、试样模具、DJYB-100A型测力装置、APG注射机。
1.2 实验方法将树脂、改性固化剂、活性硅微粉按100∶80∶350比例加入搅拌釜,复合促进剂比例不同,升温至50~55℃,在-0.1MPa真空下搅拌2h,混合好之后取一定量混合料分别测试规定温度下的粘度(40℃)和凝胶时间(140℃)。
通过粘度上升变化和凝胶时间、玻璃化温度,共筛选出三种比较合理的配方即R1H1C1、R1H2C2、R1H3C3。
样条浇注方法:将混合料混合均匀脱泡完成后,分别浇注到不同的试样模具中,按规定的固化条件进行固化和脱模、测试。
环氧树脂NPC固化材料改性研究田素敏 王行 费龙菲上海雷博司电气股份有限公司 上海 201807摘要:本文通过对酸酐类固化剂的改性合成,使环氧树脂固化剂体系在比较的短时间内能达到较高的玻璃化温度和良好的机械性能,通过缩短后固化时间,优化自动压力凝胶工艺,提高生产效率。
改性合成了一系列酸酐固化剂,并研究了不同环氧树脂配方体系的粘度、玻璃化温度、机械强度、凝胶时间的变化。
通过对比试验,改性的环氧树脂和酸酐固化剂的配方体系A和B后固化效率明显提高,由145℃后固化12h缩短为在145℃后固化2h,并且玻璃化温度和机械性能要求,大大提高了生产效率。
关键词:酸酐类固化剂 合成 促进剂 自动压力凝胶工艺 固化时间Epoxy resin system research used in No Post Curing processTian Sumin,Wang Xing,Fei LongfeiShanghai Rox Electric Co.,Ltd ,Shanghai 201807Abstract:In order to optimize the epoxy composite insulation materials’ curing process and curing time used in automatic pressure gel process,reduce production energy consumption,improve the production efficiency,we studied the modified of anhydride curing agent and accelerator influence on viscosity,gel time,glass transition temperature,and mechanical strength. Through many contrast tests,the modification of anhydride curing agent formula system A and B can reduce the postcuring time from 12 hours to 2 hours at 145 ℃,and can meet the requirements of glass transition temperature and mechanical properties,which greatly improving the production efficiency.Key words:Epoxy resin;accelerator;APG technology;curing time产品注射工艺:选用一款触头盒产品,将所有组分按比例加入到混料小车中,置于混料架上在-0.1MPa抽真空搅拌2h,之后进行APG工艺注射,产品在模具中保压15min、脱模,脱模后一部分迅速放入保温箱自然冷却,另一部分放入145℃烘箱中继续固化2h后随炉冷却。
测试产品的抗弯强度和玻璃化温度。
1.3 性能测试分别用D V-S型粘度测试仪测试混合料的粘度;Gelnorm Geltimer一位凝胶时间测定仪测试混合料的凝胶时间;822e梅特勒DSC测试仪测定玻璃化转变温度(升温速率10℃/min);按ISO 178:2010 测试弯曲性能;按ISO 527:2012测试拉伸性能;按ISO 179-1:2010测试冲击性能;DJYB-100A型测力装置测试零件弯曲强度。
2 结果与讨论2.1 配方对基本工艺参数的影响经过试验测试对比,选出的三种优化配方材料用量见表1。
表1 试样各组分材料用量编号配方体系树脂R1固化剂H1-H3促进剂C1-C3填料F配方A R1H1C1F100800.75350配方B R1H2C2F10080 1.40350配方C R1H3C3F10080 1.06350配方D常规体系10080/350注:配方D 为生产中压电气绝缘件亨斯迈CY225CI、HY925-1CI,其样条制备工艺和表4产品制造工艺均按常规条件,即145℃下固化12h。
2.1.1 各配方基础参数对比由表2和图1可以看出,虽然三种配方A~C的凝胶时间相差不多,但由于各配方固化剂中两种酸酐和增韧剂的比例不同、促进剂含量也不同,三种配方的粘度变化曲线和玻璃化温度略有差异。
由于配方A中四氢苯酐比例略高且C1中潜伏性促进剂含量高,配方A的起始粘度较大且粘度上升太快,混合料在7小时内粘度上升到大于110000 mPa·s,可使时间太短。
因此,在配方A的基础上对配方B和配方C的固化剂进行了改性优化,并调整了两种促进剂的含量,使配方B、配方C混合料的起始粘度较低,也使可使时间得到延长,配方B可使时间能达到6~7h,配方C可使时间能达到8~9h。
三种配方A~C在145℃固化2h 后玻璃化温度均可以达到参比配方D的水平。
表2 各配方基础参数—粘度、玻璃化温度、凝胶时间的对比测试项目配方A配方B配方C配方D凝胶时间/min(140℃)5m50s5m40s5m45s9m51sTg/℃(15min)103.9101.3103.9-Tg/℃(2h)114.7108.6112.5108.9(145℃/12h)图1 40℃下各配方体系粘度变化曲线 单位:mPa·s2.1.2 自制固化剂不同组分含量的影响表3中的机械性能样条为按表2配方比例,在145℃后固化2h之后的测试数据。
表3 不同配方体系机械性能对比材料体系拉伸强度/MPa拉伸模量/MPa弯曲强度/MPa弯曲模量/MPa能量/J冲击强度/(kJ·m-2)配方A83.13611842.32132.54411602.120.338.20配方B84.06810854.26137.63011709.540.4010.00配方C83.52611322.09131.44211012.240.379.20配方D82.88510593.27128.39412761.620.4110.25从表3的数据来看,三种配方体系后固化时间明显缩短后均具有较好的机械强度,与常规后固化工艺强度相当。
其中,配方A~C比参比配方D具有较高的拉伸强度和弯曲强度,而配方D则具有比较高的冲击强度。
2.2 配方对产品机械性能的影响针对上述配方制备出的零件,测试结果见表4。
表4 不同配方体系制得产品的玻璃化温度和机械性能强度对比 体系编号产品玻璃化温度要求值Tg≥105℃弯曲强度要求值F≥16kN脱模自然冷却后固化145℃/2h脱模自然冷却后固化145℃/2h配方A104.8115.518.4kN20.0kN配方B93.5105.514.2kN18.7kN配方C91.9106.813.3kN15.0kN配方D/109.7/19.0kN 注:配方D 为生产中压电气绝缘件最常用的一款进口材料体系,其样条制备工艺和表4产品制造工艺均按常规固化工艺条件,即145℃固化12h。
1718表4中产品机械强度结果显示,配方A制得的产品脱模后无需再进行后固化即可达到玻璃化温度和弯曲强度的要求;配方B制得的产品需再后固化2h才能达到玻璃化温度和弯曲强度要求。