环氧树脂类增韧剂种类
环氧增韧
柔韧性环氧树脂体系的配方设计、性能、制备与应用(一)2004-6-10摘要:介绍实现环氧树脂配方体系柔性化的几种方法,比较了各自的优缺点,重点介绍缩水甘油醚型柔韧性环氧树脂的品种、合成、性能、特点与应用。
关键词:环氧树脂柔韧性缩水甘油在环氧树脂配方设计中,人们采用由双酚A环氧树脂与常规固化剂(胺类、酸酐类)构成的配方体系,在许多使用场合往往会碰到脆性过高、易于开裂问题。
如浇注制品因脆性过大、延伸率低,导致产品开裂报废;作为涂料胶粘剂使用时,因刚性大、延伸率低,导致接合面剥离强度低,直接影响其使用效果。
解决上述问题行之有效的手段是使环氧树脂柔性化或是使整个配方体系柔性化。
通过降低交联密度,在固化产物的分子结构中引入柔性链段,或简单地添加惰性小分子物质使固化物刚性下降,通过降低固化物玻璃化温度、增加延伸率来实现配方体系柔性化。
虽然这种办法对固化物耐热性与模量有所降低,但在许多场合,这方面的要求并不高,因此,配方体系柔性化是解决脆性开裂问题的有效方法。
实现环氧树脂体系柔性化的方法主要有物理添加法与化学改性法,或二者的结合。
物理添加法主要是加入增韧剂或增塑剂,化学改性既可对固化剂也可对环氧树脂进行改性,而以后者效果较好。
1、添加增韧剂或增塑剂添加增韧剂或增塑剂的优点是价格低,在以前的许多涂料、胶粘剂、浇注料配方中都有采用。
采用最多的增塑剂是邻苯二甲酸酯类。
这类增塑剂虽然可增加韧性,但因为它们本身不参与固化反应,因而易于析出与迁移,可被溶剂溶出;其小分子的存在,将给制品的电性能与耐化学性能带来影响。
此外,由于增塑剂未参与大分子网络的形成,因而对固化物抗冲强度提高不明显,而对热变形温度有较大下降。
另一类分子中带羟基与醚键的长脂肪链增韧剂,由于其分子量较大,因此可起到较好的增柔作用。
其端羟基可参与固化反应,也可称之为活性增韧剂。
但这种活性增韧剂的羟基与环氧基的反应活性远比胺类固化剂低,因而在胺类固化剂体系中很难起到活性增韧作用,而基本是物理混合。
环氧树脂固化剂分类表
环氧树脂酸酐类固化剂分类表名称简称用量% 状态热变形温度固化与性能备注芳香族酸酐邻苯二甲酸酐PA 50-65白色晶体128℃120℃,24h160℃,4h预热熔融加入固化放热小,适宜浅铸固化物耐酸性好偏苯三甲酸酐TMA 30-40同上168℃150℃,1h180℃,4h易水解,室温使用期3-4天均苯四甲酸二酐PMDA 45-55同上286℃PMDA和MA混合比例0.85:1PMDA和二元醇制成酸性酸酐(2:1)苯酮四羟酸三酐BTDA 25-50同上228℃BTDA和MA混合比例为0.85作为热压层材料,浇铸和密封胶脂环族酸酐顺丁烯二酸酐MA 30-40同上53℃160-200℃,2-4h,加入乙二醇(170℃),甘油(214℃)提高耐热性适用期为2-3天,固化物硬而脆070#酸酐70-80浅黄液体150℃,4h丁二烯与MA缩聚毒性和挥发性小,粘度低647#酸酐80-90浅黄液体34℃100℃,8h150℃,3h308#或82#酸酐100-200棕黄粘稠液体80℃,20h100℃,5h固化物韧性好,抗压强度80MPa,加入三乙醇胺1-3%促进甲基内次甲基四氢邻苯二甲MNA 80淡黄液体160℃120℃,24h 使用寿命长酸内次甲基四氢邻苯二甲酸酐NA 80-90白色晶体160℃80℃,3h再120℃,3h室温=250MPa由环戊二烯与MA进行双烯加成反应制解六氢邻苯二甲酸酐HHPA 85同上36℃90℃,2h130℃,4h用2E4BZ促进,其耐水性良好四氢苯二甲酸酐甲基四氢苯二甲酸酐MeTHPA 60-90其异构体在室温下呈液态十二烷基顺丁烯二酸酐DDSA 100-200淡黄液体100℃,24h再150℃,4h毒性大,耐热性差聚壬二酸酐PAPA 70白色粉末60℃100℃,12h延伸率和热稳定性好戊二酸酐60-80 56℃固化物性能类似HHPA含卤酸酐四溴苯二甲酸酐140-150白色粉末273-280℃溴含量68.93%二氯内次甲基四氢苯二甲酸酐HET 100-180同上239℃耐燃性高,适用期极短环氧树脂胺类固化剂分类表一、伯仲胺固化剂用量计算胺用量G= ×K (环氧值) Hn (活泼氢个数) 例如:634#的K 为0.4,用乙二胺固化,M=60,四个活泼氢,G=60/4×0.4=6g 。
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液体:是为了实现增韧剂和增韧对象在分子水平的混合,从混合均匀性要求来讲,任何固体产品都不可能实现液体增韧剂在分子水平的混合与接触。
反应型:增韧剂与增韧对象在化学上建立了连接,而不是完全分离的。
反应型的增韧剂使用起来更容易定性--- 即是否在化学上建立了连接。
这一点,相对于网络穿透式增韧更觉有确定性,因为网络穿透完全是一种定量,穿透程度、穿透形式等无法准确把握。
丁腈橡胶:一种伸缩性很强的有机物质。
端环氧基:这种丁腈橡胶分子是以环氧基封端的。
RLP是公认的最可靠增韧方式反应式液态RLP(Reactive Liquid Polymers)增韧通过丁腈橡胶两端的活性端基与树脂中的环氧官能团发生反应,建立化学连接,将富于弹性的橡胶粒子带入到树脂主体中。
在固化结束时,RLP物质能和树脂基体分离(但依然有连接),形成“海岛结构”。
RLP增韧发明40年来,其使用效果经历了严格的检验,区别于其他增韧产品,RLP产品因为具备分离的两相结构,因而能防止增韧产品在复杂条件下的开裂现象,尤其是低温环境下的开裂。
另外,RLP增韧的环氧树脂,还经过了极限疲劳测试,即在反复的韧性要求环境下长期使用,系统能维持良好的性能,而不发生崩溃 --------------- 美国航空航天领域在长达40年里,一直由专门采用RLP增韧技术的特种材料公司提供相应的产品;在我国的航空航天领域,所选择的增韧环氧树脂产品唯一供应商也是采用RLP增韧技术。
其他增韧产品虽然也优秀,但可靠性保障还不足以达到RLP的程度。
在对可靠性要求极高的环境下,RLP 依然是目前唯一可以选择的增韧形式。
影响增韧稳定性的因素首先是增韧剂与基材混合的均匀性,其次是增韧机理的稳定性。
关于环氧树脂胶黏剂增韧改性的分析
关于环氧树脂胶黏剂增韧改性的分析[摘要]环氧树脂胶黏剂,它属于固化剂、基体树脂、溶剂、增韧剂、增塑剂、填料等各种组分经由化学及物理混合多种方法,所形成有着良好功能性、黏结性,在工程领域当中所需用到的黏胶剂。
那么,为更进一步了解此类黏胶剂的增韧改性具体方法及其情况,鉴于此,本文主要探讨环氧树脂胶黏剂自身增韧改性情况,仅供业内相关人士参考。
[关键词]胶黏剂;环氧树脂;增韧改性前言:因环氧树脂胶黏剂,它和其余胶黏剂所具备优势特点较为不同,故其现阶段在众多行业领域当中实现较为广泛的应用。
但因其呈较大脆性及较弱韧性,因而,对环氧树脂胶黏剂自身增韧改性情况开展综合分析较为必要。
1、简述环氧胶内部成分及其增韧改性基本机理情况1.1在主要成分层面针对环氧胶内部成分,通常以基体树脂、固化剂、增塑剂及增韧剂、溶剂为主。
针对基体树脂层面,现阶段以纯环氧树脂及改性之后的环氧树脂为主。
环氧树脂,其自身黏结强度及抗压性、黏结性及力学性能相对较好,但韧性弱;针对固化剂,其属于环氧胶内部重要成分。
生产过程当中,通常需结合生产条件及其性能指标等,合理选定固化剂;针对增塑剂即增韧剂,其主要是因基体树脂与固化剂相互间经化学反应之后所形成一种固化物,呈现出较脆质地、较差韧性及其抗冲强度。
故生产过程当中需要向着固化物内部添加一定量的增塑剂及增韧剂等,确保其韧性及耐冲性能可得到增强;针对溶剂层面,其属于聚合物的反应介质。
实际应用当中,可以与具体需求结合予以合理选用。
1.2在基本机理层面一是,针对分散相撕裂及塑性拉伸基本机理层面。
此项理论观点,即外部力作用至改性树脂之后,使得裂纹形成,且处于环氧树脂内部持续增长情况下,橡胶会以颗粒形式渗入裂纹内部,连接好裂纹两端位置。
外力持续增强情况下,橡胶颗粒将部分能量吸收,其自身会被逐渐拉长或撕裂,对环氧树脂后期被撕裂整个进度可起到减缓作用,环氧树脂则更具韧性[1];二是,针对微裂纹的钝化增韧基本机理层面。
增韧剂的性能与应用介绍
增韧剂的性能与应用介绍一.聚氯乙烯的增韧用于聚氯乙烯的增韧剂有CPE、ABS、丁腈橡胶、EVA、MBS等。
增韧剂的用量一般是5%-10%,缺口抗冲击强度可达106J/m,抗拉强度由原来的55.16MPa下降到41.37MPa,而断裂伸长提高一倍。
用含氯量为40%的氯化聚乙烯作增韧剂,添加10%-15%时抗冲强度可达到800.55J/m。
在抗冲级硬聚氯乙烯配方中通常加入ACR2%-3%,ABS5%。
二.聚苯乙烯增韧聚苯乙烯可通过添加橡胶增韧剂由机械共混来增韧,而用化学接枝法把苯乙烯单体与合成橡胶接枝来制得高抗冲聚苯乙烯(HIPS)的则属于化学共聚范畴。
聚苯乙烯常用于苯橡胶来增韧,不同橡胶含量对抗冲强度的改善程度不同。
增韧剂含量一般为5%-10%,最高可达20%。
但橡胶含量过高会影响软化温度、抗拉强度等物理性能。
橡胶颗粒以1-5μm为宜。
热塑性弹性体SBS的出现为聚苯乙烯机械共混改性开辟了新的前景。
据报道,普通聚苯乙烯用SBS增韧后抗冲强度可达到和超过目前工业化生产的橡胶增韧聚苯乙烯和高抗冲聚苯乙烯,并且可以保持聚苯乙烯原有的硬度、抗弯强度和热变形温度。
三.聚丙烯增韧聚丙烯是部分结晶型聚合物,结晶度一般大于50%。
聚丙烯的脆化温度为-5~10℃,低于此温度,它的抗冲击韧性就迅速下降,所以,要提高聚丙烯的抗冲韧性和低温性能,就要使用增韧剂。
乙丙橡胶、EVA、聚异丁烯、丁基橡胶、聚二丁烯、SBS等都是聚丙烯的增韧剂。
聚丙烯还可以用聚乙烯作增韧剂,效果甚好,配比为聚丙烯:聚乙烯是3:1.增韧聚丙烯除了采用二元体系外,还可采用三元共混体系,如聚丙烯/低密度聚乙烯/三元乙丙橡胶。
这对改善聚丙烯的脆化温度有协同效应,要比单用聚乙烯或三元乙丙橡胶做增韧剂的效果好。
四.聚乙烯增韧聚乙烯用橡胶增韧后其机械性能提高很多,耐折皱性可提高7.6-11.5倍。
五.环氧树脂增韧环氧树脂可添加邻苯二甲酸酯类及磷酸酯类添加型增韧剂,但用量不宜过多。
环氧树脂增韧剂CYH277S的性能与应用
表2中数据表明,以CYH-277-S对环氧树脂进行活性稀释、增韧,不仅可以降低成本,而且提高 涂膜的附着力和韧性,改善综合性能。
2.6 CYH一277-S在无溶剂建筑结构胶中的应用 对胶粘剂进行胶体性能及粘结能力测试,与《混凝十结构加固设计规范》GB50367-2006标准比较,
采用C1fH一277一S作为增韧剂稀释剂配制的无溶剂建筑结构胶达到相关要求,具体如表3所示。 表3粘钢灌注胶的粘接性能
图2不同古晕的CYH一277一S与E一51混合浒液照片(a:towt%b:20*t% 从以上囤中我们可以看出增韧剂CYH-277一S与环氧树脂混合捏均匀.没有看到明显的蹲相.相律性 报好,混合物经30∞转/分高速离心30分钟后未出现分层。 2 3 CYH-277_s与同化剂的相挥性
(c)
(d)
图3不同冉鼍的CYH一277一S与固化荆混合溶液照片(c:2嘶t%.d:40wt¥
将环氧树脂与一定晕cn}277_s充分混合,加^配合景的同化剂,充分混合,按照GB/T1727—192 巾r喷滁法制备样板,室温周化7天后进行筹项性能测试。
将环氟树脂与。定量CYH 277 S充分混合,加入配合量的固化剂,充分混合,置^模具巾,室温同 化7天后进彳]:各项性能测试。
将环氧树脂、cY}【一277 S、填料、助剂按照J定比例混合,充分研磨得到无溶剂建筑结构胶甲组分, 待用。将无浒剂建筑结构胶甲组分与同化剂按照定比例混合制样.充分固化后根据相关杯准进},测试。
从以上图,1哦们可虬看出增韧剂cYH_277{与同化剂混合很均匀.没有看到明显的两相,相容性报
好,混合物经3000转/分高速离心30分钟后来出现分层。
2 4降枯性能
图4增韧剂CYH·277-S的用罱对枯度的影响
环氧树脂类增韧剂种类
环氧树脂类增韧剂种类
环氧树脂类增韧剂主要有以下几种种类:
1. 聚酰胺增韧剂:聚酰胺增韧剂是一种常用的环氧树脂增韧剂,能够提高环氧树脂的韧性和抗冲击性能。
2. 聚醚增韧剂:聚醚增韧剂是一种常用的环氧树脂增韧剂,能够提高环氧树脂的韧性和耐热性能。
3. 聚酯增韧剂:聚酯增韧剂是一种常用的环氧树脂增韧剂,能够提高环氧树脂的韧性和耐热性能。
4. 聚酰亚胺增韧剂:聚酰亚胺增韧剂是一种常用的环氧树脂增韧剂,能够提高环氧树脂的韧性和耐热性能。
5. 聚氨酯增韧剂:聚氨酯增韧剂是一种常用的环氧树脂增韧剂,能够提高环氧树脂的韧性和耐热性能。
这些增韧剂可以单独使用,也可以进行组合使用,以达到不同的增韧效果。
环氧树脂的增韧
用聚醚砜 ( PES) 改性胺类固化四官能环氧 ,在 固化物的结构中可观察到二相微结构分布 ,这些分 散相抑制了龟裂的成长 ,改善了固化物的粘接强度 和韧性 。
用耐热性高的热塑性聚醚酰亚胺 ( PEI) 改性环 氧 ,同样可以提高韧性 。
端胺基芳醚酮具有很好的增韧效果[5] ,当它们 加入到环氧中 ,在交联固化时产生相分离 ,从而提高 韧性 ,如它增韧的 EPON 828 环氧 ,当加入 30 份时 , 其断裂能可由 350JΠm2 提高到 1386JΠm2 ,而其模量基 本不变 , 但其玻璃化温度将会降低 , 从 213 ℃降到 145 ℃。它们与环氧的相容性较差 ,在其熔点以上 (约 230 ℃) 才能与环氧混合 。
朱柳 生 等 制 备 了 一 种 聚 硅 醚
R
OH OC2 H5
O Si O Si O Si O ,用它改性 AS —70 环氧树
Jiao Jian Lan liwen Chen Lixin
(Chemical Engineering Department of Northwest Polytechnical University ,Xi’an 710072)
Abstract This paper describes some kinds of toughened epoxy resins in use ,and the toughening meth2 ods ,mechanism and properities of curing resins were introduced.
某些结构的环氧树脂在特定的条件下也可得到 液晶相[9] ,从而产生自增韧的作用 。它们的固化反 应是在液晶温度区域内进行 ,或在体系的固化过程 中发生各相同性向液晶相的转变 ,因而在最终的交 联结构中液晶的有序性被保留下来 ,从而使固化产 物具有良好的性能 。固化后液晶环氧树脂具有多相 结构 ,取向的液晶有序区域被各相同性的无序区域 所包围 ,此结构类似于纤维增强的复合材料 ,从而提 高了材料的断裂强度和韧性 。此外 ,小分子环氧或 环氧齐聚物的粘度较低 ,浸渍性能好 ,与普通环氧相 比 ,它在耐热性 ,耐水性和耐冲击性上也都有很大的 提高 ,使之更适于制造高性能的复合材料 。
环氧树脂的增强增韧
李健民:环氧树脂的增强增韧第29卷第12期粘接 Adhesi on i n Ch i na环氧树脂的增强增韧李健民 编译中图分类号:TQ 433.4+37 文献标识码:B文章编号:1001-5922(2008)12-0050-031 前言环氧树脂(EP)问世60年以来以其优异性能至今保持着高性能高分子材料的地位。
但是与热塑性树脂相比,环氧树脂最大缺点是其脆性。
所以对EP 的增韧研究由来已久,改性方法也多种多样,如用液态弹性体增韧;用交联的橡胶粒子增韧;用有机弹性体 无机填料复合改性;用核/壳型橡胶粒子改性;用热塑性工程合金塑料改性等。
最近又出现了介晶体(m esogen ic)为主链的EP ,由于其网络链的取向而使自身增韧,介晶型环氧结构如式(1)。
(1)本文介绍EP 增强增韧的方法、机理,及新近取得的进展。
2 EP 通过弹性体增强增韧2.1 CTBN 增韧EP 中加入弹性体增韧的同时,为防止其耐热性降低,应使弹性体在EP 中是呈亚微米粒子分布。
A F YEE 等人研究过用CTB N 改性EP 的机理。
认为:1)在裂缝附近,橡胶相由于应力集中而向着裂纹的前端膨胀并引起空穴化;2)与膨胀的CTBN 橡胶相连接的EP 基体发生剪切变形;3)EP 基体相的交联密度越低,CTBN 改性效果越好;4)在断裂面周边可观察到空穴化及剪切变形,从而可证明韧性得以提高。
此结果说明,增韧的原因不仅靠橡胶分散相而且靠EP 相的剪切变形。
2.2 中空粒子增韧由于增韧机理是因EP 基体的变形,不难想象,就不一定非要弹性体不可。
Baghere 和Ke ifer 等人,通过在EP 体系中引入微细的中空粒子增韧,加入了这种中空粒子的EP 破坏韧性与粒子间基体的厚度间的关系见图1。
引入中空粒子的EP 与加入弹性体的EP 破坏韧性值基本相同,两者的破坏断面的形态也基本相同。
这一结果表明,EP 的增强增韧不一定非加弹性体不可,假若能把EP 基体横向的约束解除,也是能够增强增韧的。
环氧树脂增韧
环氧树脂增韧改性的研究引言环氧树脂是指一个分子中含有两个或两个以上环氧基,在适当条件和固化剂存在条件下能够形成三维交联网状固化物的化合物。
具有良好的粘结性、耐腐蚀性、高强度和加工方便的特点,是合成树脂领域中较为重要的品种。
但由于其固化物脆性大、耐冲击强度低、易开裂等原因,很难满足日益发展的工程技术要求,因此,增韧改性就成为环氧树脂长期研究的方向之一。
目前,环氧树脂的增韧方法主要有无机刚性粒子、核壳粒子、热致液晶聚合物、互穿网络聚合物和热塑性树脂增韧等[1]。
本文用纳米TiO2对环氧树脂E一44进行增韧改性,研究了在一定固化剂用量下,不同含量的纳米粒子对固化体系的凝胶特性、力学性能及热性能的影响。
1 实验部分1.1 主要原材料环氧树脂E44(南京复合材料总厂);固化剂MOCA(实验室自备);纳米材料TiO2(浙江舟山明日纳米材料集团)。
1.2 实验仪器冲击试验机,XJU-22;万能试验机,LJ系列;真空干燥箱,DZF-6050型;环水真空泵,SHB-9.5;模具,250 lifrl×200 rnm;超声波分散仪,D7510DTH;热变仪,RW77 Ⅲ。
1.3 实验方法1.3.1 凝胶时间的测定凝胶时问采用平板小刀法测定。
1.3.2 浇铸体的制作称取一定量环氧树脂,在电炉上加热并用玻璃棒搅拌至黏度较低,加入所需量的纳米材料二氧化钛(TiO2),用超声分散仪充分搅拌.30 min-45 min后,加入计算量的固化剂M。
G 气,保持温度在75℃~85℃。
搅拌均匀后注入已预热的模具,抽真空15 min-30 min后放人烘箱中,按一定的固化制度进行固化。
固化后脱模、修边,按标准制作样条进行各项性能测试。
1.3.3 力学性能测试弯曲性能、冲击强度的测试分别按GB 1449—83,GB 1451—83标准在万能实验机上进彳亍。
1.3.4 热性能测试热性能主要对固化体系的热变形温度按照GB1634—88标准用热变仪进行测试。
环氧树脂增韧途径与机理
环氧树脂增韧途径与机理环氧树脂(EP)是一种热固性树脂,因其具有优异的粘结性、机械强度、电绝缘性等特性,而广泛应用于电子材料的浇注、封装以及涂料、胶粘剂、复合材料基体等方面。
由于纯环氧树脂具有高的交联结构,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,使其应用受到一定限制。
因此对环氧树脂的共聚共混改性一直是国内外研究的热门课题。
一、序言目前环氧树脂增韧途径,据中国环氧树脂行业协会专家介绍,主要有以下几种:用弹性体、热塑性树脂或刚性颗粒等第二相来增韧改性;用热塑性树脂连续地爨穿于热固性树脂中形成互穿网络米增韧改性;通过改变交联网络的化学结构以提高网链分子的活动能力来增韧;控制分子交联状态的不均匀性形成有利于塑性变形的非均匀结构来实现增韧。
近年来国内外学者致力于研究一些新的改性方法,如用耐热的热塑性工程塑料和环氧树脂共混;使弹性体和环氧树脂形成互穿网络聚合物(IPN)体系;用热致液晶聚合物对环氧树脂增韧改性;用刚性高分子原位聚合增韧环氧树脂等。
这些方法既可使环氧捌脂的韧性得到提高,同时又使其耐热性、模量不降低,甚至还略有升高。
随着电气、电子材料及其复合材料的飞速发展,环氧树脂正由通用型产品向着高功能性、高附加值产品系列的方向转化。
中国环氧树脂行业协会专家表示,这种发展趋势使得对其增韧机理的研究H益深入,增韧机理的研究对于寻找新的增韧方法提供了理论依据,因此可以预测新的增韧方法及增韧剂将会不断出现。
采用热塑性树脂改性环氧树脂,其研究始于20世纪80年代。
使用较多的有聚醚砜(PES)、聚砜(PSF)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚醚酮(PEEK)等热塑性工程塑料,人们发现它们对环氧树脂的改性效果显著。
据中国环氧树脂行业协会专家介绍,这些热塑性树脂不仪具有较好的韧性,而且模量和耐热性较高,作为增韧剂加入到环氧树脂中同样能形成颗粒分散相,它们的加入使环氧树脂的韧性得到提高,而且不影响环氧固化物的模量和耐热性。
环氧树脂基本知识
环氧树脂基本知识增韧剂与稀释剂是什么?增韧剂增韧剂是具有降低复合材料脆性和提高复合材料抗冲击性能的一类助剂。
可分为活性增韧剂与非活性增韧剂两类,活性增韧剂是指其分子链上含有能与基体树脂反应的活性基团,它能形成网络结构,增加一部分柔性链,从而提高复合材料的抗冲击性能。
非活性增韧剂则是一类与基体树脂很好相溶、但不参与化学反应的增韧剂。
增韧剂可分为橡胶类增韧剂和热塑性弹性体类增韧剂:(1)橡胶类增韧剂该类增韧剂的品种主要有液体聚硫橡胶、液体聚丁二烯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶及丁苯橡胶等。
(2)热塑性弹性体热塑性弹性体是一类在常温下显示橡胶弹性、在高温下又能塑化成型的合成材料。
因此,这类聚合物兼有橡胶和热塑性塑料的特点,它既可以作为复合材料的增韧剂,又可以作为复合材料的基体材料。
这类材料主要包括聚氨酯类、苯乙烯类、聚烯烃类、聚酯类、间规1,2-聚丁二烯类和聚酰胺类等产品,目前作为复合材料的增韧剂用得较多的是苯乙烯类和聚烯烃类。
(3)其它增韧剂适用于复合材料的其它增韧剂还有低分子聚酰胺和低分子的非活性增韧剂,如苯二甲酸酯类。
对于非活性的增韧剂也可称为增塑剂,它不参与树脂的固化反应。
稀释剂稀释剂是一类使液体树脂粘度变稀薄时的液体物质。
这不能溶解树脂,但能部分代替溶剂。
稀释剂的作用是降低树脂粘度,使树脂具有流动性,改善树脂对增强材料、填料等的浸润性;控制固化时的反应热;延长树脂固化体系的适用期;填料用量增加,降低成本。
按不同的树脂需要,所用的稀释剂也不同。
(1)不饱和聚酯树脂用的稀释剂主要是交联剂单体,并能使树脂粘度变稀薄。
不饱和聚酯用的稀释剂主要是苯乙烯、α-甲基苯乙烯、甲基丙烯酸单体等。
(2)酚醛树脂用稀释剂主要是酒精、丙酮等溶剂。
(3)环氧树脂用稀释剂有活性稀释剂和非活性稀释剂:①非活性稀释剂这种稀释剂只共混于树脂中,不参与树脂的固化反应,仅仅是降低树脂粘度,如添加邻苯二甲酸二丁酯的双酚A环氧树脂。
②活性稀释剂这类稀释剂主要指含有环氧基团的低分子化合物,能与固化剂反应,并参与环氧树脂的固化反应,成为交联树脂结构的一部分。
新型环氧树脂增韧剂的合成与研究
万方数据 ・ 88 ・
4567 8567 活性 聚 醚 改 性 增韧剂
由表 0 可见: 加入 23% 时, 剪切强度迅速下降, 因此 23% 不适宜作为胶粘剂的增韧材料; 4567 和 的增韧作用类似, 使剪切强度略有提高; 活性 8567 增韧剂由于参与了环氧树脂的固化反应, 与环氧树 脂的相容性好, 对剪切强度有明显的贡献。 > 结论 通过聚醚改性合成的活性环氧树脂增韧剂, 对 环氧树脂的固化体系增韧效果明显, 有利于提高环 氧树脂的粘接强度。
收稿日期: #$$# + $" + %$ 作者简介: 那兵 男, ",*- 年生。硕士。现在四川眉山嘉顺化工 科技有限公司工作, 主要从事胶粘剂的研究。电话: $"%$".#%!."-
以上的增韧方法各有优缺点, 其中通过加入增 韧剂的方法最简单可行。但传统的增韧剂存在许多 缺陷, 因此, 本文研制开发了一种新型的活性环氧增 韧剂, 它的分子结构中既包含了大量的柔性链段来 缓解环氧树脂的脆硬性, 又包含了封端的环氧基团, 能参与固化反应, 增韧效果明显, 耐久性优良 " 实验部分 实验原料
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&’’()* +’ *+,#-(.(/ 01+,.* +. #(22".# *"1( 图% 增韧剂用量对凝胶时间的影响
增韧剂类型 23%
由图 ! 可见, 增韧剂的加入, 减缓了固化速度, 降低了固化时的放热。因此, 该系列增韧剂用于配 制环氧灌封料具有一定优势。 3$4 增韧剂用量对性能的影响 环氧树脂固化体系 表 ! 为不同增韧剂用量时, 的压缩强度和剪切强度情况。
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阳离子固化环氧增韧剂
阳离子固化环氧增韧剂全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:阳离子固化环氧增韧剂是一种能够有效提高环氧树脂韧性的材料。
它通过在环氧树脂中引入阳离子基团,形成阳离子相互作用,从而提高了环氧树脂的柔韧性和抗冲击性能。
与传统的增韧剂相比,阳离子固化环氧增韧剂具有更好的增韧效果和更广泛的应用领域。
一般来说,阳离子固化环氧增韧剂主要有两种类型:一种是基于聚芳醚酮的阳离子固化环氧增韧剂,另一种是基于胺基化合物的阳离子固化环氧增韧剂。
这两种类型的阳离子固化环氧增韧剂在提高环氧树脂韧性方面都有良好的效果,但具体使用哪种取决于不同的应用场景和要求。
在实际应用中,阳离子固化环氧增韧剂主要用于制备高性能复合材料、结构胶和粘接剂等工程材料。
通过合理选择增韧剂种类和使用方法,可以有效改善环氧树脂的性能,满足不同工程领域对材料性能的要求。
除了提高环氧树脂韧性外,阳离子固化环氧增韧剂还具有一些其他优点。
它们可以提高环氧树脂的耐热性、耐候性和化学稳定性,使其在恶劣环境下仍然能够保持良好的性能。
阳离子固化环氧增韧剂还可以提高环氧树脂的加工性能,减少生产过程中的能耗和成本,具有较好的经济效益。
阳离子固化环氧增韧剂是一种具有广阔应用前景的新型增韧剂。
它不仅可以提高环氧树脂的韧性,还可以改善其其他性能,满足不同工程领域对材料性能的要求。
未来,随着科技的不断发展和应用需求的不断增加,阳离子固化环氧增韧剂必将在更多领域展现出其优越性能,为工程材料领域的发展注入新的活力。
第二篇示例:阳离子固化环氧增韧剂是一种常用的环氧树脂增韧材料,它可以有效提高环氧树脂的韧性和耐冲击性,使其在使用过程中更加耐磨耐用。
本文将对阳离子固化环氧增韧剂的相关知识进行介绍,并探讨其在工业生产中的应用。
一、阳离子固化环氧增韧剂的原理阳离子固化环氧增韧剂是一种基于阳离子交联技术的增韧剂,其原理是通过阳离子交联剂与环氧树脂中的基团发生化学反应,使得环氧树脂分子之间形成交联结构,从而提高环氧树脂的强度和韧性。
环氧树脂和固化剂种类
环氧树脂和固化剂种类用于环氧树脂的固化剂虽然种类繁多,但是大体上可分为两类。
一类是可与环氧树脂进行合成,并通过逐步聚合反应的历程使它交联成体型网状结构。
这类固化剂又称反应性固化剂,一般都含有活泼的氢原子,在反应过程中伴有氢原子的转移,例如:多元伯胺、多元羧酸、多元硫醇和多元酚等。
另一类是催化性的固化剂,它可引发树脂分子中的环氧基按阳离子或阴离子聚合的历程进行固化固化反应,例如叔胺、三氟化硼络合物等。
两类固化剂都是通过树脂分子结构中具有的环氧基或仲羟基的反应完成固化过程的固化剂种类:常用环氧树脂固化剂有脂肪胺、脂环胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、树脂类、叔胺,另外在光引发剂的作用下紫外线或光也能使环氧树脂固化。
常温或低温固化一般选用胺类固化剂,加温固化则常用酸酐、芳香类固化剂。
固化剂酸酐类是固态稀释剂的选择其作用是降低粘度,改善树脂的渗透性。
稀释剂可分惰性及活性二大类,用量一般不超过30%。
常用稀释剂如下:活性稀释剂名称牌号用途备注二缩水甘油醚600 ~30% 需多加计算量固化剂多缩水甘油醚630 同上同上环氧丙烷丁基醚660 ~15% 同上环氧丙烷苯基醚690 同上同上二环氧丙烷乙基醚669 同上同上三环氧丙烷丙基醚662 同上同上惰性稀释剂名称用量备注二甲苯~15% 不需多加固化剂甲苯同上同上苯同上同上丙酮同上同上在加入固化剂之前,必须对所使用的树脂、固化剂、填料、改性剂、稀释剂等所有材料加以检查,应符合以下几点要求:(1)、不含水份:含水的材料首先要烘干,含少量水的溶剂应尽量少用。
(2)、纯度:除水份以外的杂质含量最好在1%以下,若杂质在5-25%时虽也可使用权,但须增加配方的百分比。
少量使用时用试剂级较好。
(3)、了解各材料是否失效。
填料的选择填料的作用是改善制品的一些性能,并改善树脂固化时的散热条件,用了填料也可以减少环氧树脂的用量,降低成本。
因用途不同可选用不同的填料。
其大小最好小于100目,用量视用途而定。
增韧剂的各种增韧机理
1、增韧剂的各种增韧机理不同类型的增韧剂,有着不同的增韧机理。
(1)液体聚硫橡胶可与环氧树脂反应,引入一部分柔性链段,降低环氧树脂模量,提高了韧性,却牺牲了耐热性。
(2)液体丁腈橡胶作为环氧树脂的增韧剂,室温固化时几乎无增韧效果,粘接强度反而下降;只有中高温固化体系,增韧与粘接效果较明显。
(3)端羧基液体丁腈橡胶增韧环氧树脂,固化前相容,固化后分相,形成“海岛结构”,既能吸收冲击能量,又基本不降低耐热性。
(4)T一99多功能环氧固化剂固化环氧树脂使交联结构中引进了柔性链段,不产生分相结构,在提高韧性的同时基本不降低耐热性。
(5)热塑性树脂连续贯穿于环氧树脂网络中,形成半互穿网络型聚合物,致使环氧树脂固化物韧性提高。
(6)纳米粒子尺寸为1~100nm,具有极大的比表面积,表面原子又有极高的木饱和性,因此表面活性非常大。
环氧基团在界面上与纳米粒子形成远大于范德华力的作用,能很好地引发微裂纹,吸收能量。
纳米SiO2和纳米黏土既能引发银纹,又能终止裂纹。
同时,纳米粒子具有很强的刚性,裂纹在扩展时遇到纳米粒子发生箨向或偏转,吸收能量而达到增韧目的。
另外,纳米粒子与树脂具有良好的相容性,使基体对冲击能量的分散能力和吸收能力提高,导致韧性增大。
2、增韧剂的选用原则举例根据树脂的类型和胶黏剂的用途选择恰当的增韧剂,才会获得良好的综合性能。
(1)环氧树脂胶黏剂用选用羧基液体丁腈橡胶、端羧基液体丁腈橡胶、聚硫橡胶、液体硅橡胶、聚醚、聚砜、聚酰亚胺、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛等;(2)酚醛树脂胶黏剂可选用羧基丁腈橡胶、液体丁腈橡胶、聚乙烯醇缩丁醛、聚醚砜、聚苯醚酮。
水溶性酚醛树脂以羧基丁腈胶乳、聚乙烯醇作增韧剂。
(3)快固丙烯酸酯结构胶黏剂常选用丙烯酸酯橡胶、羧基丁腈橡胶、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯、ABS树脂等;(4)α-氰基丙烯酸酯胶黏剂宜选用丙烯酸酯橡胶、ABS、SBS、SEBS 等;(5)不饱和聚酯树脂胶黏剂宜选用液体丁腈橡胶、聚乙烯醇缩丁醛、聚醋酸乙烯等;(6)脲醛树脂胶黏剂可选用聚醋酸乙烯乳液、聚乙烯醇等。
丁腈橡胶增韧环氧树脂性能的研究
丁腈橡胶增韧环氧树脂性能的研究下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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环氧树脂类增韧剂种类
环氧树脂是一种重要的工程塑料,具有优异的物理机械性能、耐化学
腐蚀性能和电气绝缘性能等特点。
然而,环氧树脂的脆性使其在一些应用
中存在一定局限性。
为了改善环氧树脂的韧性,常常需要添加一些增韧剂。
增韧剂能够在环氧树脂中形成一种柔性的、弹性的相,从而增加其韧性和
强度。
根据不同的增韧机制,环氧树脂的增韧剂可以分为以下几类。
1.弹性体类增韧剂
弹性体类增韧剂是环氧树脂增韧剂的主要种类之一、弹性体类增韧剂
通常由聚丁二烯橡胶、乙烯-丙烯橡胶、聚氨酯等材料制成。
这些增韧剂
在环氧树脂中形成弹性相,能够有效地吸收冲击能量,并且在破裂时能够
形成均匀细小的韧性断裂。
弹性体类增韧剂能够显著提高环氧树脂的韧性
和耐冲击性能。
常见的弹性体类增韧剂包括丁苯橡胶、硅橡胶、聚脲醚弹
性体等。
2.高分子树脂类增韧剂
高分子树脂类增韧剂是一种常见的环氧树脂增韧剂。
这类增韧剂通常
由硬而脆的树脂制成,如聚碳酸酯、聚酰亚胺等。
高分子树脂类增韧剂在
环氧树脂中形成一种形状复杂的相,能够起到承载应力、分散裂纹、阻碍
裂纹扩展等作用,从而提高材料的韧性。
高分子树脂类增韧剂的常见型号
有聚碳酸酯(PCT)、聚酰亚胺(PI)、聚苯醚(PES)等。
3.纳米颗粒类增韧剂
纳米颗粒类增韧剂是一种比较新型的环氧树脂增韧剂。
这类增韧剂通
常是由纳米级颗粒制成,如纳米硅粉、纳米黄金、纳米银等。
纳米颗粒类
增韧剂具有较高的比表面积和良好的增韧效果。
纳米颗粒类增韧剂在环氧
树脂中能够形成一种大量分散的强化相,能够有效地嵌入环氧树脂中的各
向异性相,在裂纹尖端形成桥梁效应,从而提高材料的韧性和强度。
4.其他增韧剂
除了上述几种主要的增韧剂外,还有一些其他类型的增韧剂,如微胶
囊增韧剂、纤维增韧剂、共混增韧剂等。
微胶囊增韧剂是通过包覆一层核
-壳结构的微胶囊,在环氧树脂中形成一种多孔结构,能够接受外部应力
并释放被壳包围的物质,从而提高材料的韧性。
纤维增韧剂是通过添加纤
维增强材料,如碳纤维、玻璃纤维等,来增加环氧树脂的韧性。
共混增韧
剂是通过将环氧树脂与其他增韧剂进行机械混合,形成一种相容性良好的
复合材料,可以综合各种增韧剂的优点,提高环氧树脂的韧性和强度。
总之,环氧树脂类增韧剂种类繁多,根据不同的增韧机制可以分为弹
性体类增韧剂、高分子树脂类增韧剂、纳米颗粒类增韧剂以及其他增韧剂。
在实际应用中,选择合适的增韧剂是提高环氧树脂性能的关键。