胺类固化剂对固化物性能的影响
固化剂种类对酚醛树脂固化反应速率的影响
固化剂种类对酚醛树脂固化反应速率的影响酚醛树脂是一种重要的热固性树脂,广泛应用于木材粘接、涂料、复合材料等领域。
而固化剂作为酚醛树脂固化反应的催化剂,对固化反应速率具有重要影响。
本文将通过对固化剂种类对酚醛树脂固化反应速率的影响进行探讨和分析。
固化剂是酚醛树脂固化反应不可或缺的组成部分,它在固化过程中发挥催化剂的作用,加速酚醛树脂中醛和酚之间的缩聚反应。
首先,固化剂的种类可以影响酚醛树脂固化反应的速率。
酚醛树脂的固化剂可以分为酸性固化剂、碱性固化剂和氨基固化剂三类。
酸性固化剂是酚醛树脂常用的固化剂之一。
常见的酸性固化剂有有机酸、无机酸、酸酐等。
这些酸性固化剂可以提供酸性催化剂,促进醛和酚之间的缩聚反应。
酸性固化剂一般具有良好的催化效果,可以显著提高酚醛树脂的固化速率。
然而,在使用酸性固化剂时需要注意选择合适的固化温度和时间,以免产生过快的反应导致酚醛树脂的固化不完全或产生质量问题。
碱性固化剂也是常用的酚醛树脂固化剂之一。
常见的碱性固化剂有胺类和氢氧化钠等。
碱性固化剂可以提供碱性催化剂,促进酚醛树脂中醛和酚之间的缩聚反应。
与酸性固化剂相比,碱性固化剂一般固化速率较慢,但可以得到更高的耐热性和力学性能。
此外,碱性固化剂在使用过程中也需要注意选择适当的固化温度和时间,以避免可能的过度固化导致产品产生缺陷。
氨基固化剂是一类特殊的固化剂,其主要成分是胺类化合物。
通过与酚醛树脂中的醛发生缩聚反应,氨基固化剂可以有效地固化酚醛树脂。
氨基固化剂固化速率较快,具有良好的粘接性能和耐磨性。
然而,氨基固化剂也有一定的缺点,如毒性较大、对环境有一定的危害等,因此在使用过程中需要注意安全操作。
其次,固化剂的种类还可以影响酚醛树脂固化后的性能。
不同的固化剂对酚醛树脂的性能有不同的影响。
例如,酸性固化剂可以提高酚醛树脂的硬度和耐热性,但可能会降低其耐湿性;碱性固化剂可以提高酚醛树脂的耐湿性和耐溶剂性,但可能会降低其硬度和耐热性;氨基固化剂可以同时提高酚醛树脂的硬度、耐热性和耐湿性。
丙烯酸酯改性己二胺固化剂对环氧树脂性能的影响
2 1 年 3月 00
齐 齐 哈 尔 大 学 报
J u n l f qh lUnv st o ra ia‘ ieri o Qi y
Vo. 6No2 1 , . 2 M, c ,0 0 a h2 1 r
丙 烯 酸 酯 改 性 己二胺 固化 剂
对 环 氧 树脂 性 能 的影 响
中图分类号 :T 4 343 Q 3. 7 ‘ 文献标识码 :A 文章 编号 :10 - 8X 2 1)20 5- 4 07 94 (0 00 - 0 0 0
环氧树脂胶黏剂粘接物体时 ,不仅粘接强度高 ,而且还具有密封 、防漏 、 绝缘 、防腐等多种功能。环
氧树脂胶黏剂的施工工艺一般说来具有条件温和、工艺简单 、操作容易、功效较高 、节约能源 、降低成本
第2 期
丙烯酸酯改性 已二胺 同化剂对环 氧树脂性能 的影响
・ 1・ 5
常用与中和 1 多胺 同化剂中胺基所需要的酸等 当量的氢氧化钾 K H的毫克数来表示 。 g O 可以用化学分析的
方 法来 测定 。
14 性 能测试 .
红外分析 ,采用 美 国 P 公 司的 F —R 型的红外光 谱仪进行测试 。拉伸 剪切强度按照 国家标准 E TI G /7 2—6 采用济南蓝光机电技术发展 中心 的 N W一 0 BT 14 8 , L 2 型拉伸剪切试验机测试 , 拉伸速度为 1 mm n 0 / i。 m 涂膜铅笔划痕硬度测试 , 按照国家标准 G /6 3— 96 采用天津市中亚材料试验机厂的 Q Q型涂膜铅笔 B 79 19 , T H
孔 宪志 ,娄春华
(. 1 黑龙江省科学院 石油化学研究院 , 哈尔滨 104 ; . 5 0 0 2 齐齐哈尔大学 化学与化学工程 学院 , 黑龙江 齐齐哈尔 1 10 ) 606
常温固化环氧涂料的胺类固化剂
常温固化环氧涂料的胺类固化剂常温固化环氧涂料的胺类固化剂可分为反应型固化剂和催化型固化剂,其中,通常可用于常温固化环氧涂料的反应型固化剂包括以下一些:一、脂肪族多元胺类如乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、己二胺、多乙烯多胺等等。
脂肪胺类固化剂的特点(1)活性高,可室温固化。
(2)反应剧烈放热,适用期短;(3)一般需后固化。
室温固化7d左右,再经2h/80~100℃后固化,性能更好;(4)固化物的热变形温度较低,一般为80~90 ℃;(5)固化物脆性较大;(6)挥发性和毒性较大。
因而,它们通常并不直接用作涂料的固化剂,而是要通过加成或缩合反应引入新的分子结构进行改性后使用。
二、脂环族多元胺类脂环胺为分子结构里含有脂环(环己基、杂氧、氮原子六元环)的胺类化合物。
多数为低粘度液体,适用期比脂肪胺长,固化物的色度、光泽优于脂肪胺和聚酰胺;中温固化,价格高,透明性好,耐候性好,固化物的机械强度高;改性后的产品可室温固化。
最常见的为异佛尔酮二胺(脂环胺)。
然而,它们通常也并不直接用作涂料的固化剂,而是要通过加成或缩合反应引入新的分子结构进行改性后使用。
三、芳香族多元胺类间苯二胺间苯二甲胺4,4’二胺基二苯基甲烷(DDM)4,4’二胺基二苯砜(DDS)芳族多元胺固化剂的特点优点:固化物耐热性、耐化学性、机械强度均比脂肪族多元胺好。
(分子中含一个或多个苯环)缺点:(1)活性低,大多需加热后固化。
原因:与脂肪族多元胺相比,氮原子上电子云密度降低,使得碱性减弱,同时还有苯环的位阻效应;(2)大多为固体,其熔点较高,工艺性较差。
芳香胺无法直接作为涂料的常温固化剂,而是要进行液化后,可作为中底涂的固化剂。
如,芳族多元胺与单缩水甘油醚反应生成液态加成物。
如590、T-31、H-113固化剂等。
四、聚酰胺由二聚植物油脂肪酸和脂肪胺缩聚而成,如:9,11-亚油酸与9,12-亚油酸二聚反应,然后与2分子DETA进行酰胺化反应。
硫脲改性二乙烯三胺合成低温脂肪固化剂
硫脲改性二乙烯三胺低温固化剂的合成摘要:环氧树脂由于具有许多优异的性能,应用十分广泛。
然而未经固化的环氧树脂几乎没有多大实用性,需要加入固化剂。
固化剂的种类很多,目前低温固化剂普遍使用多胺类固化剂,但多胺类固化剂存在许多不足如具有一定的毒性、在低温下很难固化环氧树脂等,需要对其进行改性来克服这些不足。
本课题使用硫脲对二乙烯三胺进行改性合成低温固化剂,并对制得的固化剂进行红外结构表征。
采用单因素分析法考察单体投料比、合成时间及合成温度这些因素对固化剂固化时间的影响,将在不同的实验条件下合成的固化剂与环氧树脂复配得到固化体系,通过测定固化体系的指硬时间和初固时间确定合成固化剂的最佳工艺条件。
实验结果表明最佳工艺条件是:单体投料比为 1.5:1,合成时间为3h,合成温度为140℃。
关键词:单因素分析法环氧树脂固化剂工艺条件Thiourea Modify Diethylenetriamine To Make Low-temperatureCuring AgentAbstractEpoxy resin with much exceptional performance has application of a very wide range. However without curing the epoxy resin is almost not practical and you will need to add the curing agent.There are many kinds of curing agent.At present the low-temperature curing agent generally use amine, but a number of amine has many deficiencies for example its toxic and it very difficult to solidify the epoxy resin under the low temperature and needs to be modified to overcome these deficiencies.This topic use thiourea to modify Diethylenetriamine to make low-temperature curing agent and characterize the curing agent by IR..We take the single factor analysis to study the influence of the ratio of the added monomers the synthetic time and the curing temperature on the curing time of curing agents,mix the curing agents synthesized in different experimental conditions and epoxy resin to make curing systems, measure the harderned time and preliminary curing time of the curing systems to determine the optimum technological conditions of synthetize of curing agent. The resulting optimum technological conditions are: the ratio of the added monomers of 1.5: 1, synthetic time for 3h, curing temperature of 140 degrees centigrade.Key Words:single factor analysis, epoxy resin,curing agent, technological conditions目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)1 绪论 (1)1.1 环氧树脂概述 (1)1.2 环氧树脂的固化反应 (1)1.2.1 环氧树脂的固化反应类型 (2)1.3 环氧树脂固化剂 (7)1.3.1 固化剂的分类 (7)1.3.2 胺类固化剂 (9)1.3.3 胺类固化剂改性方法 (12)1.4 固化反应促进剂概述 (15)1.5 胺类固化剂对固化物性能的影响 (16)1.5.1 固化剂对耐水性的影响 (16)1.5.2 固化剂对耐药品性的影响 (17)1.5.3 固化剂对耐热性的影响 (20)1.6 本课题研究的目的、意义和主要内容 (23)2 实验部分 (25)2.1 反应原理及影响反应的因素 (25)2.1.1 反应原理 (25)2.1.2 影响反应的因素 (26)2.2 实验药品及仪器装置 (27)2.2.1 实验药品 (27)2.2.2 仪器装置 (27)2.3 实验步骤及现象 (29)2.3.1 实验步骤 (29)2.3.2 实验现象 (29)2.4 固化剂合成工艺结果与讨论 (30)2.4.1 固化反应阶段 (30)2.4.2 单体投料比对固化时间的影响 (31)2.4.3 合成时间对固化时间的影响 (31)2.4.4 合成温度对固化时间的影响 (32)2.4.5 固化剂掺量比的确定 (33)2.5 合成产物性状与红外表征部分 (34)2.5.1 产物的性状 (34)2.5.2 红外结构表征 (35)3 结论 (37)参考文献 (38)致谢 (39)1 绪论1.1 环氧树脂概述[1]环氧树脂是指在一个分子结构中,含有两个或两个以上环氧基,并在适当的化学试剂及合适的条件下,能形成三维交联状固化化合物的总称。
环氧树脂固化物 硬度
环氧树脂固化物硬度一、环氧树脂基础知识1.1 环氧树脂的定义环氧树脂是一种重要的无机-有机复合材料,其主要成分是环氧基团。
环氧树脂在室温下是液态状态,但在与固化剂反应后可形成高分子固态结构。
1.2 环氧树脂的固化机理环氧树脂通过与固化剂反应,发生聚合反应从而形成三维网络结构。
常用的固化剂包括胺类、酸类和酸酐类。
1.3 环氧树脂的应用领域环氧树脂广泛应用于粘接、涂覆、灌封、模塑等领域。
其特点包括优异的机械性能、耐化学腐蚀性和耐高温性。
二、环氧树脂固化物硬度的意义2.1 硬度的定义硬度是指材料抵抗外力作用下发生塑性变形的能力。
对环氧树脂固化物来说,硬度是评估其结构强度的重要指标。
2.2 硬度与性能的关系环氧树脂固化物的硬度与其密度、交联度、分子量等有很大关系。
较高的硬度通常意味着更高的强度、刚性和耐磨性。
三、影响环氧树脂固化物硬度的因素3.1 固化剂的选择不同种类的固化剂对环氧树脂的硬度具有不同的影响。
胺类固化剂通常能够提高环氧树脂固化物的硬度。
3.2 固化时间和温度固化时间和温度是影响环氧树脂固化物硬度的重要因素。
通常情况下,固化时间较长和固化温度较高会导致较高的硬度值。
3.3 添加剂的影响添加剂的选择也会对环氧树脂固化物硬度产生影响。
例如,添加填料能够增加硬度和强度,而添加增韧剂则可以改善其韧性。
3.4 固化物的后处理环氧树脂固化物的后处理也会对硬度产生影响。
例如,热处理和表面处理可以提高其硬度。
四、环氧树脂固化物硬度测试方法4.1 斯克伦温度硬度试验斯克伦硬度试验是一种常用的测试方法,通过将一定压力的圆顶压入样品表面,根据样品表面形成的凹陷程度来评估硬度值。
4.2 洛氏硬度试验洛氏硬度试验是另一种常用的测试方法,通过压入样品表面的钻石锥尖来测量硬度值。
4.3 压痕硬度试验压痕硬度试验是一种常用的微观硬度测试方法,通过对样品表面施加一定压力的金刚石压头,测量其在样品表面留下的压痕长度和宽度来计算硬度值。
几种胺类固化剂对环氧树脂固化行为及固化物性能的影响
i f a e ( TI n r r d F R) s e t o c p p c r s o y,a d d f e e t l s a n n a o i e r n l ss ( C) Th n l e c f n if r n i c n i g c l rm t y a a y i DS . a e i fu n e o
iop r e d a ne ( PDA ),3, di e hy 一 4 一 i m i — i y l he y me ha s ho on i mi I 3 一 m t l4, d a no d c c o x l t ne ( DM DC) we e r us d or e f c i e fm a e l w i c s t pox e i urng a s l— d o v s o iy e y r s n A.The c i r c s ft p y r s n s s e c r d wih t urng p o e so hee ox e i y t m u e t he c i ge urng a nt und r dif r nt c rng tme n u i e p r t r s we e m o t r d by v s ost n l i e f e e u i i s a d c rng t m e a u e r nio e i c iy a a yss,
中 图分 类号 :TQ 4 0 1 3 .
文 献 标 志码 :A
文 章 编 号 :0 3 — 15 (0 1 0 —1 2 — 0 4 8 1 7 2 1 ) 6 73 7
Ef e to m i e c r ng a e t n c r ng b h v o f e x e i nd f c f a n u i g n s o u i e a i r o po y r s n a
增韧剂与偶联剂对脂环胺类固化体系性能的影响
增韧剂与偶联剂对脂环胺类固化体系性能的影响摘要: 通过观察各固化体系的固化现象、耐湿热老化性能及固化反应动力学的研究, 分析偶联剂及增韧剂对脂环胺固化体系性能的影响。
试验结果表明:脂环胺类固化剂具有优良的耐湿热老化能力。
与未使用偶联剂的固化体系相比,偶联剂的使用将初始抗剪强度提高1 MPa,抗剪强度衰减率降低了13.56%。
增韧剂的使用改变了固化物的形态,对环氧树脂固化体系耐湿热老化的改善作用不明显。
偶联剂与增韧剂的综合作用与只掺入增韧剂的作用相近。
关键词:偶联剂增韧剂固化反应湿热老化差示扫描量热法随着胶粘剂研发技术的不断提高, 胶粘剂已不仅仅局限于环氧树脂与固化剂两种主材, 试验中为了改善胶体固化物的某些特性, 需在整个固化体系中添加一些辅助型材料, 如稀释剂、增韧剂、偶联剂等来达到优化产品的目的。
因此,分析增韧剂及偶联剂对固化物性能的影响, 有助于我们更理性得优化整个体系。
胶粘剂完成交接物件后, 在储存与应用过程中,其胶接接头就受到光、热、水、氧(臭氧)、各种介质(盐雾等)和微生物等多种因素的影响与作用,降低胶粘剂的力学性能, 从而进一步危害复合材料的力学性能[1~2],也称之为环境耐久性问题。
在上述老化因素中,湿、热的综合因素是交接接头老化中最突出、最严重的影响因素[3~5],尤其是当湿度>95%,温度高于50℃~6 0℃时;大量实验也证明了这点。
其中的水分更是影响界面的元凶; 水能渗入胶层内部, 而且侵入接头界面的速度要比侵入胶粘剂本体内快得多。
因此,试验中选择湿热老化作为主要研究对象。
谢业明[ 6]等人在研究中采用沸煮法来达到快速老化的目的, 但由于该方法需要将水温控制在煮沸程度,不同地域其海拔程度不尽相同,沸水温度也不尽相同, 因此本文中将水浴温度控制在9 0 ℃。
1 试验部分1 . 1 试验原材料环氧树脂: E- 5 1;稀释剂: 69 2;固化剂:脂环胺类固化剂IP37(0);增韧剂:030N。
环氧树脂固化反应的原理
环氧树脂固化反应得原理环氧树脂固化反应得原理,目前尚不完善,根据所用固化剂得不同,一般认为它通过四种途径得反应而成为热固性产物。
(1)环氧基之间开环连接; (2)环氧基与带有活性氢官能团得固化剂反应而交联; (3)环氧基与固化剂中芳香得或脂肪得羟基得反应而交联; (4)环氧基或羟基与固化剂所带基团发生反应而交联。
不同种类得固化剂,在硬化过程中其作用也不同、有得固化剂在硬化过程中,不参加到本分子中去,仅起催化作用,如无机物。
具有单反应基团得胺、醇、酚等,这种固化剂,叫催化剂、多数固化剂,在硬化过程中参与大分子之间得反应,构成硬化树脂得一部分,如含多反应基团得多元胺、多元醇、多元酸酐等化合物。
1、胺类固化剂胺类固化剂—般使用比较普遍,其硬化速度快,而且黏度也低,使用方便,但产品耐热性不高,介电性能差,并且固化剂本身得毒性较大,易升华、胺类固化剂包括;脂肪族胺类、芳香族胺类与胺得衍生物等。
胺本身可以瞧作就是氮得烷基取代物,氨分子(NH3)中三个氢可逐步地被烷基取代,生成三种不同得胺。
即:伯胺(RNH2)、仲胺(R2NH))与叔胺(R3N)、由于胺得种类不同,其硬化作用也不同: (1)伯胺与仲胺得作用含有活泼氢原子得伯胺及仲胺与环氧树脂中得环氧基作用、使环氧基开环生成羟基,生成得羟基再与环氧基起醚化反应,最后生成网状或体型聚合物。
(2)叔胺得作用与伯胺、仲胺不同,它只进行催化开环,环氧树脂得环氧基被叔胺开环变成阴离子,这个阴离子又能打开一个新得环氧基环,继续反应下去,最后生成网状或体型结构得大分子。
2、酸酐类固化剂酸酐就是由羧酸(分子结构中含有羧基—COOH)与脱水剂一起加热时,两个羧基除去一个水分子而生成得化合物。
酸酐类固化剂硬化反应速度较缓慢,硬化过程中放热少,使用寿命长,毒性较小,硬化后树脂得性能(如力学强度、耐磨性、耐热性及电性能等)均较好、但由于硬化后含有酯键,容易受碱得侵蚀并且有吸水性,另外除少数在室温下就是液体外。
环氧树脂加速固化方式
环氧树脂加速固化方式环氧树脂是一种常用的高分子材料,具有优异的物理性能和化学稳定性。
在实际应用中,为了提高环氧树脂的固化速度,常常需要采用加速固化的方式。
本文将介绍几种常见的环氧树脂加速固化方式。
一、温度加速固化环氧树脂的固化速度与温度呈正相关关系。
提高固化温度可以加快固化反应速度,缩短固化时间。
一般来说,随着温度的升高,环氧树脂分子的活性增加,反应速度加快。
但需要注意的是,过高的温度可能会引起环氧树脂的副反应,导致固化物质的性能下降。
二、添加固化剂固化剂是环氧树脂固化过程中不可或缺的成分。
选择合适的固化剂可以显著加快固化速度。
常用的固化剂有胺类、酸酐类、酸类等。
胺类固化剂是最常用的固化剂,具有固化速度快、成本低等优点。
酸酐类固化剂固化速度较慢,但可以在低温下固化,适用于一些特殊应用场合。
三、添加活化剂活化剂是加速环氧树脂固化的一种有效手段。
活化剂能够提高环氧树脂分子的活性,促进固化反应的进行。
常用的活化剂有有机锡化合物、金属盐类等。
有机锡化合物是一类常用的活化剂,具有活性高、加速固化效果明显等特点。
四、添加溶剂通过添加溶剂可以改变环氧树脂的粘度,进而影响固化速度。
溶剂可以降低环氧树脂分子之间的相互作用力,使树脂分子更易于扩散,加快固化反应。
但需要注意的是,过多的溶剂可能会导致环氧树脂的性能下降,因此在选择溶剂时需要综合考虑。
五、添加填料填料可以增加环氧树脂体系的粘度,从而延缓固化反应进行。
填料的选择要注意填料与环氧树脂的相容性,以及填料的粒径和含量对固化速度的影响。
常用的填料有无机颜料、有机颜料、纤维素等。
环氧树脂加速固化方式主要包括温度加速固化、添加固化剂、添加活化剂、添加溶剂和添加填料。
在实际应用中,可以根据具体的要求选择合适的加速固化方式。
但需要注意的是,在加速固化的同时要保证固化物质的性能和质量,避免出现副反应或降低固化物质的性能。
同时,加速固化过程中也需要注意安全问题,避免固化过程中的火灾和爆炸等事故的发生。
环氧树脂胺类固化剂的研究现状剖析
可编辑修改精选全文完整版环氧树脂胺类固化剂的研究现状1.胺类固化剂脂肪族固化剂在室温下一般是液体,与环氧树脂混合方便,固化也比较容易。
常见的固化剂主要有:己二胺、二乙烯基三胺、三乙烯基四胺。
这类固化剂固化的环氧树脂产物一般具有良好的韧性、粘接性等,并且具有优良的耐碱性,但却又耐溶剂性较差、毒性大、对皮肤的刺激性很大和反应速度过快等缺点,因此脂肪族固化剂往往不会直接应用在固化环氧树脂而是先进行改性李梅等用高级脂肪醇聚氧乙烯醚经酯化、封端最后合成了脂肪醇聚醚性水性胺类环氧固化剂,通过对这类固化剂固化的涂料漆膜性能分析,了解到该类固化剂能有效地提高环氧树脂涂膜柔韧性和抗冲击性。
胡家朋等通过聚合反应用二乙烯基三胺、甲醛和腰果酚合成了一种新型固化剂腰果酚缩醛胺。
研究表明这种化合物与常见脂肪胺固化剂(如二乙烯基三胺)相比,在环氧树脂的相容性、对不理想表面的附着性、固化物的物理力学性及耐化学介质性等方面的综合性能较好,可适应一些不理想性环境,如潮湿、诱蚀的环境下仍能保持良好作业。
2.脂环族胺脂环胺主要有:孟烷二胺(MDA)、异佛尔酮二胺(IPDA)、双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷、双(4-氨基环己基)甲烷等。
这类固化剂常温下为液态,与环氧树脂的固化反应活性较低,除非对其改行否则在室温条件下较难与环氧树脂充分固化,往往在高温(lO0℃上)下才会固化。
脂环胺比短链的脂肪胺类的挥发性要小得多,适用于运用在要求VOC低的涂料中,通常与少量的液态环氧化合物制成加成物。
脂环族胺分子中有环形单元结构,因而固化后的环氧树脂具有更好的耐热性和力学性能。
其玻璃化温度(Tg)较髙,因而其抗化学性比聚酰胺还要好,但柔韧性很差。
为此人们做了很多优化脂环族性能的研究。
如卢先明等通过在叠氮固化剂结构中引入了极性强的氮杂环结构,从而增强了分子间的作用力,使叠氮聚氨酯弹性体的力学性能和柔初性有了较大的提高。
3.芳香族胺常用的芳香胺固化剂有:4,4'-二胺基二苯砜(DDS)、4,4'-二胺基二苯甲烷(DDM)、4,4'-二胺基二苯醚(DDE)、间苯二胺(m-PDA)等。
环氧树脂固化剂树枝状聚丙烯亚胺的制备及其性能研究
环氧树脂固化剂树枝状聚丙烯亚胺的制备及其性能研究一、本文概述本文旨在探讨环氧树脂固化剂树枝状聚丙烯亚胺的制备过程及其性能研究。
我们将详细介绍环氧树脂固化剂树枝状聚丙烯亚胺的合成方法,包括原料的选择、反应条件的优化以及合成路线的确定。
随后,我们将对制备得到的树枝状聚丙烯亚胺进行表征,包括其化学结构、分子量、分子量分布以及形态等方面的分析。
在性能研究方面,我们将评估树枝状聚丙烯亚胺作为环氧树脂固化剂的性能,包括固化速度、固化程度、固化产物的热稳定性、机械性能以及耐化学腐蚀性能等。
我们还将探讨树枝状聚丙烯亚胺在环氧树脂固化过程中的作用机理,以揭示其优异的性能来源。
本文的研究对于优化环氧树脂固化剂的性能、拓展其应用领域以及推动相关产业的发展具有重要意义。
通过深入研究树枝状聚丙烯亚胺的制备及性能,我们有望为环氧树脂固化剂的改进提供新的思路和方法,促进相关领域的科技进步。
二、文献综述环氧树脂作为一种重要的高分子材料,广泛应用于涂料、胶黏剂、复合材料等领域。
然而,其固化过程中常遇到的问题如固化速度慢、固化温度高、固化收缩大等,限制了其在某些特定场合的应用。
因此,研发新型的环氧树脂固化剂,以改善其固化性能,一直是高分子材料领域的研究热点。
树枝状聚丙烯亚胺(Dendritic Polypropylenimine, DPPI)作为一种新型的聚合物结构,具有高度的支化结构和丰富的官能团,为环氧树脂的固化提供了新的可能。
近年来,国内外学者对DPPI作为环氧树脂固化剂的应用进行了广泛的研究。
DPPI的合成方法主要包括逐步聚合法和一步法。
逐步聚合法通过逐步增加单体和引发剂的方式,使聚合反应逐步进行,从而得到DPPI。
而一步法则是在一定的反应条件下,将所有反应物一次性投入,通过控制反应温度和时间,得到DPPI。
两种方法各有优缺点,逐步聚合法可以得到分子量分布较窄的DPPI,但反应时间较长;而一步法则反应时间短,但分子量分布较宽。
胺类固化剂与水和二氧化碳的反应
胺类固化剂与水和二氧化碳的反应胺类固化剂与水和二氧化碳的反应胺类固化剂是一类常用于环氧树脂固化反应中的化合物,其化学结构中含有大量氨基(NH2)基团。
在使用过程中,固化剂与环氧树脂相互反应,形成3D网状结构的交联体,从而提高了材料的力学性能和耐化学腐蚀性能。
然而,当胺类固化剂在环氧树脂中反应时,可能会与空气中的水和二氧化碳发生反应,产生一些意想不到的影响。
让我们来了解一下胺类固化剂与水的反应。
当胺类固化剂暴露在潮湿的空气中时,其中的氨基基团会与水分子发生氢键作用,形成氨水。
这些氨水分子会进一步与周围的环氧树脂分子发生交联反应,导致固化反应提前发生或者不完全固化,从而影响了材料的最终性能。
在使用胺类固化剂时,需要保持材料和周围环境的干燥,以防止水分子对固化反应的干扰。
胺类固化剂与二氧化碳的反应也是需要重视的。
胺类固化剂中的氨基基团可以与二氧化碳发生反应,生成碳酸盐。
这些碳酸盐在固化过程中会扩散到材料内部,导致了材料的微观结构发生变化,并可能引起材料的龄期劣化和力学性能下降。
在生产和使用过程中,需要注意控制环境中的二氧化碳含量,以减少对胺类固化剂的不利影响。
胺类固化剂与水和二氧化碳的反应是需要引起重视的。
在实际应用中,需要注意保持材料和环境的干燥,以减少水和二氧化碳对固化反应的干扰。
对于固化剂的选择和使用也需要谨慎,以确保材料能够发挥出最佳的性能。
个人观点:作为一种常用的固化剂,胺类固化剂在材料科学和工程领域具有非常重要的应用。
然而,在实际应用中,我们需要对其与水和二氧化碳的反应特性有深入的了解,以充分发挥其固化效果,同时确保材料的最终性能。
我认为,通过深入研究和实验,我们可以进一步探索胺类固化剂的反应机制,从而制定更科学、更有效的应用策略。
在本文中,我们通过对胺类固化剂与水和二氧化碳的反应进行了深度和广度兼具的分析,希望能够帮助读者更好地理解和应用这一重要的化学物质。
总结:胺类固化剂作为一种重要的固化剂,在环氧树脂固化反应中发挥着重要作用。
环氧树脂胺类固化剂的研究现状
环氧树脂胺类固化剂的研究现状1.胺类固化剂脂肪族固化剂在室温下一般是液体,与环氧树脂混合方便,固化也比较容易。
常见的固化剂主要有:己二胺、二乙烯基三胺、三乙烯基四胺。
这类固化剂固化的环氧树脂产物一般具有良好的韧性、粘接性等,并且具有优良的耐碱性,但却又耐溶剂性较差、毒性大、对皮肤的刺激性很大和反应速度过快等缺点,因此脂肪族固化剂往往不会直接应用在固化环氧树脂而是先进行改性李梅等用高级脂肪醇聚氧乙烯醚经酯化、封端最后合成了脂肪醇聚醚性水性胺类环氧固化剂,通过对这类固化剂固化的涂料漆膜性能分析,了解到该类固化剂能有效地提高环氧树脂涂膜柔韧性和抗冲击性。
胡家朋等通过聚合反应用二乙烯基三胺、甲醛和腰果酚合成了一种新型固化剂腰果酚缩醛胺。
研究表明这种化合物与常见脂肪胺固化剂(如二乙烯基三胺)相比,在环氧树脂的相容性、对不理想表面的附着性、固化物的物理力学性及耐化学介质性等方面的综合性能较好,可适应一些不理想性环境,如潮湿、诱蚀的环境下仍能保持良好作业。
2.脂环族胺脂环胺主要有:孟烷二胺(MDA)、异佛尔酮二胺(IPDA)、双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷、双(4-氨基环己基)甲烷等。
这类固化剂常温下为液态,与环氧树脂的固化反应活性较低,除非对其改行否则在室温条件下较难与环氧树脂充分固化,往往在高温(lO0℃上)下才会固化。
脂环胺比短链的脂肪胺类的挥发性要小得多,适用于运用在要求VOC低的涂料中,通常与少量的液态环氧化合物制成加成物。
脂环族胺分子中有环形单元结构,因而固化后的环氧树脂具有更好的耐热性和力学性能。
其玻璃化温度(Tg)较髙,因而其抗化学性比聚酰胺还要好,但柔韧性很差。
为此人们做了很多优化脂环族性能的研究。
如卢先明等通过在叠氮固化剂结构中引入了极性强的氮杂环结构,从而增强了分子间的作用力,使叠氮聚氨酯弹性体的力学性能和柔初性有了较大的提高。
3.芳香族胺常用的芳香胺固化剂有:4,4'-二胺基二苯砜(DDS)、4,4'-二胺基二苯甲烷(DDM)、4,4'-二胺基二苯醚(DDE)、间苯二胺(m-PDA)等。
环氧胺类环氧固化剂的改性手段极其应用经验总结
环氧胺类环氧固化剂的改性手段极其应用经验总结00 引言胺类固化剂是环氧树脂交联剂非常重要的一类固化剂,广泛的应用在各个领域。
然而,由于单一的胺室温下,挥发性大,毒性大,配比严格,反应放热大,固化剂黄变,脆等问题。
一般都需要对胺进行改性,改变其原来的一些特性,比如:可使用时间延长,固化变快,改善固化剂和树脂相容性,液体化,降低胺类固化剂的毒性等,减少固化剂的使用误差,改善施工工艺等,继而提高其相应的固化物性能等。
01 与环氧加成物改性常用的环氧包括双官能度的环氧树脂,但官能度的活性稀释剂等。
主要操作工艺包括过量的胺与树脂反应,进行预改性, 反应掉一部分胺,降低其毒性,拓宽其配比,另外,由于环氧中含有羟基, 会加快体系的反应等,同时由于体系的粘度变大,也会增加体系的反应速度。
比如“多种二元胺与环氧丙基烃基醚(烃基可为丁基、苯基、烯丙基、异辛基、三溴苯基等)反应物固化活性与原料胺相仿,但毒性小、固化物柔性大为提高。
例如由正丁基缩水甘油醚与二乙烯三胺加成反应得到的593固化剂。
还有,环氧树脂与过量二元胺反应生成的改性胺,固化物透明,不需要熟化,不吸潮泛白,臭味小,其它性能与未改性前相仿,操作性能却好多了。
环氧树脂可用低分子量(如E51)或高分子量(如E20)品种,可用溶剂(甲苯,丁醇等),少量的胺可以去掉,也可不去掉,去掉过量胺后的加成物毒性低,固化物无毒,可用于饮用水槽的内壁涂层等与人类饮食有关的领域。
02 与丙烯腈进行的迈克尔加成反应多元胺与丙烯腈的反应,称为氰乙基化反应,亦称迈克尔反应。
丙烯腈用量不同,多元胺的氰乙基化程度亦不同,给固化剂的反应性和树脂固化物的性能也带来相应地变化。
多元胺经氰乙基化后,固化变慢、温和,适用期增长,湿度影响变难。
随着氰乙基化增加,最高放热温度降低,为了得到优良的性能有必要进行后固化。
固化物的力学性能、电气性能要低于多元胺及其加成物。
树脂固化物的耐药品性变化不大,可是耐溶剂性变好,耐无机酸性有些下降,但非常耐含氯溶剂。
芳香胺类固化剂与环氧树脂固化行为研究
芳香胺类固化剂与环氧树脂固化行为研究引言:环氧树脂是一种常用的热固性聚合物,具有优异的力学性能、化学性能和耐热性能。
然而,它的应用受到温度限制,因为环氧树脂在室温下具有较高的粘度,不易固化。
因此,研究环氧树脂的固化行为对于其应用的开发和改进至关重要。
一种常用的方法是使用芳香胺类固化剂作为环氧树脂的硬化剂。
芳香胺类固化剂具有良好的固化速度和强度,能够有效地提高环氧树脂的性能。
然而,固化行为与固化剂的种类及其使用条件密切相关,因此,对芳香胺类固化剂与环氧树脂固化行为的研究具有重要意义。
研究内容:1.芳香胺类固化剂的种类对环氧树脂固化行为的影响。
不同类型的芳香胺类固化剂具有不同的反应活性和反应机理,对环氧树脂的固化行为有不同的影响。
通过比较不同种类固化剂的固化速度、温度敏感性和固化产物性能,可以确定最适合的固化剂。
2.固化剂用量对环氧树脂固化行为的影响。
固化剂用量会影响固化速度、固化度和固化产物的性能。
在研究中可以通过改变固化剂用量,探索其对固化过程的影响,从而优化固化剂用量。
3.温度对固化行为的影响。
温度是影响固化速度和产物性能的重要因素。
通过研究不同温度下的固化速度和产物性能,可以确定最佳的固化温度范围。
4.固化过程中固化物的形态和结构变化。
通过扫描电子显微镜(SEM)等仪器观察固化物的形态和结构变化,可以了解固化过程中的反应动力学和产物形成机理。
研究方法:1.准备不同种类和含量的芳香胺类固化剂和环氧树脂样品。
2.通过差示扫描量热仪(DSC)等热分析仪器,研究固化过程中的反应热、反应速率和反应度的变化。
3.通过力学性能测试仪器,研究固化产物的力学性能,如强度、韧性和硬度。
4.通过SEM等表面形貌分析仪器,观察固化物的形态和结构变化。
5.通过X射线衍射仪(XRD)等物相分析仪器,研究固化产物的晶体结构和相变情况。
总结:通过对芳香胺类固化剂与环氧树脂固化行为的研究,可以找到最符合应用要求的固化剂种类和固化条件,以优化环氧树脂的性能。
胺类固化剂与水和二氧化碳的反应
胺类固化剂与水和二氧化碳的反应引言胺类固化剂是一类重要的化学品,广泛应用于涂料、胶粘剂和聚合物材料等领域。
胺类固化剂的性质和反应过程对于材料的性能和应用具有重要影响。
本文将探讨胺类固化剂与水和二氧化碳的反应过程,分析其机理和影响因素。
胺类固化剂的基本性质胺类固化剂是一类含有氨基基团(-NH2)的有机化合物,常用的胺类固化剂包括乙二胺、三乙醇胺和丙烯酰胺等。
这些胺类化合物具有一定的碱性,能够与酸性物质发生反应,并形成盐类或配位化合物。
胺类固化剂与水的反应胺类固化剂与水的反应是一个水解反应,其反应机理如下:1.乙二胺与水反应的机理为:2.三乙醇胺与水反应的机理为:3.丙烯酰胺与水反应的机理为:胺类固化剂与水的反应主要是胺基与水分子之间的亲核加成反应,生成胺盐和氢氧根离子。
这些反应是可逆的,可通过控制反应条件来调节反应的平衡。
胺类固化剂与二氧化碳的反应胺类固化剂与二氧化碳的反应是一个羧化反应,其反应机理如下:1.乙二胺与二氧化碳反应的机理为:2.三乙醇胺与二氧化碳反应的机理为:3.丙烯酰胺与二氧化碳反应的机理为:胺类固化剂与二氧化碳的反应主要是胺基与二氧化碳分子之间的亲核加成反应,生成羧酸盐。
这些反应也是可逆的,可通过控制反应条件来调节反应的平衡。
影响胺类固化剂与水和二氧化碳反应的因素1.温度:反应速率随温度的升高而增加,但过高的温度可能导致副反应的发生。
2.反应物浓度:反应速率随反应物浓度的增加而增加。
3.pH值:胺类固化剂与水的反应受pH值的影响,碱性条件有利于反应的进行。
4.溶剂:选择合适的溶剂可以促进反应的进行,提高反应速率。
5.其他杂质:一些金属离子和催化剂可能对反应产生影响,需要进行适当的处理和控制。
结论胺类固化剂与水和二氧化碳的反应是重要的化学过程,对于材料的性能和应用具有重要影响。
了解反应机理和影响因素有助于优化反应条件,提高产品的质量和性能。
此外,胺类固化剂的反应还可以用于环境保护和能源利用等方面,具有广阔的应用前景。
胺类固化剂固化机理
胺类固化剂固化机理胺类固化剂是聚氨酯制品中最常用的一类固化剂,广泛应用于建筑、汽车、航空、船舶等领域。
其主要成分是多元醇和多异氰酸酯(TDI或MDI)反应制成的预聚物。
在生产过程中,通过添加胺类固化剂,使其逐渐固化为坚硬、耐磨、耐化学腐蚀等优良性能的聚氨酯制品。
下面分析一下胺类固化剂的固化机理。
胺类固化剂的原理是通过胺基与异氰酸脂中的-NCO基团反应,生成氨基基团(-NH2)和封闭胺基异氰酸酯基团(-NHCOO-)的网络结构,从而完成聚合物的固化过程。
具体来说,胺类固化剂的固化机理包括以下几个方面。
1. 胺基与异氰酸酯基团的加成反应2. 胺基起催化作用当胺基与异氰酸酯基团发生加成反应后,其产生的氨基基团可以与未反应的异氰酸酯基团继续反应,形成新的-NHCOO-交联点。
胺基具有优良的催化作用,可加速反应速率,促进聚合物网络结构的形成。
3. 生成氨基产生气体随着胺基的反应,氨基基团(-NH2)逐渐生成,这些氨基基团在聚合过程中会产生大量的气体,从而导致聚合物体积膨胀,并形成一个独特的泡沫结构。
该结构可降低聚合物密度,提高其热稳定性和阻燃性能。
4. 固化反应的影响因素胺类固化剂的固化反应速率、交联密度和聚合物性能受到多种因素的影响,如固化剂类型、反应温度、反应时间、胺类固化剂与预聚物的比例等。
一般来说,高温快干的固化条件可以提高反应速率和交联密度,但也可能导致聚合物质量的下降。
因此,在生产过程中需根据具体的产品要求和工艺条件选择合适的胺类固化剂和固化条件。
总之,胺类固化剂的固化机理是一个复杂的过程,它涉及到多种化学反应和物理现象。
通过了解和掌握这些机理,可以有效提高聚氨酯制品的性能和品质,促进相关行业的发展。
不同环氧树脂固化剂的固化性能研究
耐热性是指环氧树脂在高温下保持其物理和化学 性质的能力。耐热性好的环氧树脂可以在较高温 度下使用,不易变形或变色。
02 耐腐蚀性
耐腐蚀性是指环氧树脂抵抗化学物质侵蚀的能力。 耐腐蚀性好的环氧树脂可以用于制造长期在恶劣 环境下使用的产品,如化工设备、船舶等。
03 绝缘性
绝缘性是指环氧树脂作为绝缘材料的能力。良好 的绝缘性能对于电子、电气和电力设备至关重要, 可以保证设备的安全运行和可靠性。
缺点
酚醛类固化剂的反应活性较低,需要加热才能完全固化;且酚醛树脂有一定的脆性,可能会影 响制品的韧性。
潜伏性固化剂
优点
具有较长的储存期,使用前不需 要添加其他促进剂;加热或光照 条件下可快速固化,适用于自动 化生产。
缺点
潜伏性固化剂的价格相对较高, 可能不适合一些大规模应用;某 些潜伏性固化剂可能需要特定的 触发条件才能发生固化反应。
03
酚醛类固化剂
酚醛类固化剂是由酚和醛类化合物缩聚而成的,具有较高的耐热性和绝
缘性,适用于高温和绝缘材料等领域。
环氧树脂固化剂的应用领域
01 涂料
环氧树脂固化剂可以制备高性能的涂料,具有优 异的防腐、耐磨、耐候等性能,广泛应用于汽车、 船舶、桥梁等领域。
02 胶粘剂
环氧树脂固化剂制备的胶粘剂具有粘附力强、耐 高温、耐化学腐蚀等优点,用于各种材料的粘接 和密封。
酸酐类固化剂
优点
固化产物具有优异的热稳定性和化学稳定性,耐 腐蚀性能好;对金属和非金属都有良好的粘附力。
缺点
酸酐类固化剂的反应活性较低,需要加热才能完 全固化;固化过程中释放出小分子,可能会影响 制品的外观和性能。
酚醛类固化剂
优点
酚醛类固化剂具有较高的耐热性和电绝缘性能;可在高温条件下保持稳定的性能。
改性胺固化剂的功能性
改性胺固化剂的功能性卢学军(长沙新德航化工有限公司.湖南.410203)前言:环氧树脂的应用非常广泛,但技术参数要求千差万别,施工环境千变万化。
因其主要性能是由环氧和固化剂固化反应后的分子结构决定的,而环氧树脂选择余地很小,因此,为应对各种性能要求和施工环境的变化,合成功能性环氧固化剂很有现实意义,对推进环氧应用技术的提高有很大的促进作用。
本文在大量研究工作的基础上,对部分功能性固化剂的开发和应用做了详细分析,大部分产品已经获得了市场的认可。
关键词:环氧树脂功能性固化剂精细化专业化针对性分子结构环氧树脂本身为热塑性的线型结构,即使固态树脂,也会在熔融后变成液态或者粘稠态,本身并不具备机械强度,只有在加入固化剂固化后,形成的三维网状高分子材料才具有实用价值。
固化后形成的分子结构决定了固化物大部分性能,为了调节性能参数和应对施工环境,必须分析分子结构,合成新型环氧树脂或者新型固化剂。
而合成一种新型环氧往往困难更大,因此。
合成功能性的新型固化剂具有重要意义。
因环氧树脂的特殊官能团结构,具有刚性好,耐腐蚀性好,粘接强度高的特点,其用途非常广泛,可做结构胶、工业涂料、绝缘材料、复合材料、地坪材料等多种应用,施工环境和对其性能的要求千变万化,让人应接不暇。
从分子结构入手解决应用中的特殊工况,与单纯依靠添加剂的方式相比,能抓住主要矛盾,往往能达到事半功倍的效果。
化学结构示图胺类固化剂在环氧中的应用非常广,占据了环氧固化剂的70%以上。
未经过改性的基础胺具有毒性大、挥发性和刺激性大,胺值高,固化物性能不良等特点,难以满足各种应用环境和满足国家环保安全政策的要求。
改性胺有很多种方法:环氧化合物加成,迈克尔加成、曼尼斯改性、酰胺化反应、胺酮缩合、胺醛缩合、硫脲加成等等,均能降低毒性和刺激性,减少皮疹,挥发性,降低碱性,延长或加快固化速度;更重要的是,能根据应用要求,设计分子结构,合成各种功能性固化剂。
但是,目前国内改性胺产业基本上仅仅能满足固化环氧形成三维网状结构,如聚酰胺、T31、593等多年前成型的固化剂,几乎被当成了“万金油”,既不具备功能性,也不具备精细化、专业化的特点。
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胺类固化剂对固化物性能的影响
【字号大中小】发布时间:2010年12月18日打印本页
1 固化剂对耐水性的影响
在环氧树脂分子内有亲水性氢氧基和醚基。
不同种类的固化剂固化环氧树脂带来的耐水性是不同的。
同时固化剂对吸水性的影响,也反映在固化剂固化环氧树脂形成的网络结构对环氧树脂吸湿的影响。
湿气对环氧树脂的扩散系数取决于4个主要因素:①聚合物的网络结构;②聚合物的极性,决定聚合物湿气亲和力;③聚合物的物理状态;④高湿条件下微障碍的产生。
图1.1表示氯化脂环族酸酐、芳香二胺及路易斯酸-胺络合物固化的环氧树脂在72℃蒸馏水中浸泡,吸水性随时间变化。
由图中看到,在温热水中,酸酐的吸水性相对较低。
图1.1 各固化剂树脂固化物吸水性(72℃蒸馏水)
○—氯化脂环族酸酐;□—芳香二胺;△—路易斯酸-胺络合物
图1.2表示不同固化剂固化双酚A环氧树脂漆膜的吸水性。
由图中可见,同一种固化剂在不同的固化条件下吸水性差异很大。
当在20℃固化时,吸水性为:聚酰胺<己二胺<二亚乙基三胺;而在120℃固化时,吸水性为:二亚乙基三胺<己二胺<聚酰胺。
图1.2 不同固化剂对环氧漆膜耐水性的影响
1,1’-聚酰胺 PO-200;2,2’-PO-300;3,3’-己二胺;4,4’-二亚乙基二胺
固化条件:1~4——120℃/2h;1’~4’——20℃/10天
2 固化剂对耐药品性的影响
环氧树脂能耐一般的酸碱、油脂及一般的溶剂,但不耐硝酸、乙酸和极性溶剂。
耐碱性优于其耐酸性。
多元胺固化的环氧树脂由于络网结构里含-C-N-键,致使粘结性、耐碱性优良。
氨基的N和金属易形成氢键、防锈效果好,胺浓度高,效果越明显。
就耐药品性而言,通常芳香胺优于脂肪胺。
在BF3-胺络合物中BF3-MEA。
三亚乙基四胺是室温固化常用的固化剂。
它的耐碱性好,但耐酸性和耐福尔马林性较弱。
图1.3和图1.4分别表示三乙基四胺固化的环氧树脂在各种化学药品中浸泡后的质量变化及弯曲模量的变化。
图1.3 TTA固化物的耐药品性(用量14份,常温21天固化)
图1.4 TTA固化物的耐药品性
(用量14份,常温21天固化)
表1.2表示脂肪族多胺固化双酚A环氧树脂的耐丙酮性和耐水性。
显示N-氨乙基哌嗪和聚酰胺固化物的耐沸丙酮性不如二亚乙基三胺,同时耐沸水性也不如后者。
表1.2 脂肪胺固化物的耐药品性(增重/%)
固化剂二乙烯三胺烷二胺N—氨乙基哌嗪聚酰胺缩水甘油醚胺
加成物
沸丙酮3h 沸水24h 0.63
0.51
1.70
1.5
破坏
2.8
破坏
3.6
1.50
2.0
脂环胺和和脂肪族环氧树脂,例如乙二醇、三羟甲基丙烷、丁二醇、新戊二醇等的缩水甘油醚混合,可以得到室温固化的优良的无溶剂材料。
涂料的耐药品性优良,强于脂肪族多胺。
表1.3表示脂环族多胺固化脂肪族环氧树脂涂料的耐药品性。
由表中可见,涂料显示了优良的耐
药品性。
表1.3 脂环族多胺/脂肪族环氧树脂涂料的耐药品性
注:+——无影响;*——梢软;D——损伤;X——破坏。
芳香胺中的代表性固化剂是间苯二胺(m-PDA)和二氨基二本砜(DDS)。
它们的耐药品性以弯曲强度保持率和外观变化来表示(见表1.4所列)。
由表中可见,芳香多胺对碱比较稳定;对酸强度有所下降,但外观上没有太大的变化;对氧化物(次氯酸钠)强度不降低,但外观上变化较大(发黏)。
就耐酸性而言,DDS不如m-PDA,在盐酸中DDS固化树脂的弯曲强度降幅较
大。
表1.4 芳香胺树脂固化物的耐药品性
3 固化剂对耐热性的影响
未固化的双酚A环氧树脂有较好的热稳定性,而且分子量越大耐热性越好,图1.5表示未固化双酚A 环氧树脂(E-40)在高温下的热失重,显示有足够高的耐热性。
超过200℃,氧化分解,在①位断裂,生成酚氧游离基;进一步在②位生成苯基游离基(如下所示),逐次分解成CO、CH4、酚等,最后碳化。
图1.5 未固化双酚A环氧树脂在加热时的质量损失
环氧树脂里加入固化剂之后,由于固化剂种类不同,固化条件和固化程度的不同,环氧树脂固化物的耐热性就不像未固化的环氧树脂那样表现单一。
不同固化剂的环氧树脂胶黏剂的耐热性与其他胶黏剂耐热性相比如图1.6所示,固化剂不同,耐热性相差很大。
图1.6 各种胶黏剂的耐热性
环氧树脂经固化剂之后的耐热性可从物理的和化学的两个角度评价。
物理上常用热变形温度(HDT),玻璃化温度(T g),马丁耐热等值表示;化学上常用热稳定性、热老化性、热分解温度等值表示。
表1.5表示各种胺类固化剂的双酚A环氧树脂的热变形温度。
芳胺固化剂的耐热性高于脂肪胺和聚酰胺。
提高固化温度有利于固化物耐热性的提高,就加聚型固化剂而言,固化温度升高对耐热性的提高以如下序列递增:脂肪族多胺<脂环族多胺<芳香多胺=聚酚<酸酐。
表1.5 胺类固化剂对HDT的影响
图1.7表示各种芳胺固化物的HDT。
在图中所有芳胺之中的间苯二胺有最高的耐热性。
其他芳胺在等当量比之下,随其胺用量的增加耐热性亦提高。
所有芳香胺的耐热性都高于脂环胺(1,3-二氨基环己烷)和含芳核的脂肪胺(间二甲苯二胺)。
图1.7 各芳香胺固化物的耐热性
○—二氨基二苯砜;—3,4-甲苯二胺;△—2,4-二氨基二苯基胺;◇—对苯二胺;□—邻苯二胺;▽—2,4-二氨基苯甲醚;。