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低粘度酚醛改性胺固化劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-6-29 17:10:05 |
采用非等溫DSC法對(duì)自制的低粘度酚醛改性胺固化劑與環(huán)氧樹脂的固化反應(yīng)工藝參數(shù)進(jìn)行了推導(dǎo)，并通過測(cè)試體系的固化度加以驗(yàn)證。
固化物采用紅外光譜進(jìn)行了表征，同時(shí)測(cè)定了澆注體的力學(xué)性能、熱性能（TG），并通過掃描電鏡（SEM）對(duì)拉伸斷裂面的表面形貌進(jìn)行了觀察。
結(jié)果表明：環(huán)氧樹脂E－51與自制低粘度酚醛改性胺固化劑的質(zhì)量比為100∶35，固化工藝條件為常溫/24h+80℃/2h時(shí)，體系力學(xué)性能最佳，拉伸強(qiáng)度55.2MPa、彎曲強(qiáng)度92.8MPa、壓縮強(qiáng)度83.0MPa，斷裂伸長率2.2%，Tg達(dá)到280.3℃。該低粘度酚醛改性胺固化劑粘度低、耐熱性好、具有很好的柔韌性，可用于建筑結(jié)構(gòu)膠。
酚醛胺是指胺與酚及醛發(fā)生曼尼期反應(yīng)的產(chǎn)物，由于反應(yīng)生成物的分子結(jié)構(gòu)里含有酚羥基、氨基（—NH2）、仲氨基（—NH—），使得該類固化劑具有固化速度快、可在低溫、潮濕或水下固化的特點(diǎn)。根據(jù)胺、酚、醛的種類不同、反應(yīng)物配比不同、工藝路線不同，反應(yīng)條件不同、反應(yīng)終點(diǎn)控制不同，可以制造一系列不同的改性胺固化劑，使其與環(huán)氧樹脂固化后表現(xiàn)出不同的性能特點(diǎn)。
目前在環(huán)氧樹脂建筑結(jié)構(gòu)膠市場(chǎng)中，市售的T－31固化劑一般是以苯酚、甲醛、低分子胺乙二胺經(jīng)簡(jiǎn)單的一步法反應(yīng)制得，因活性較高、價(jià)格相對(duì)較低而被大量使用。但隨著《建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50550—2010）的頒發(fā)，該類固化劑與環(huán)氧樹脂的固化產(chǎn)物脆性高、韌性差，綜合性能欠缺，難于滿足新的要求。
為此，我們采用甲酚、乙醛和二乙烯三胺經(jīng)曼尼斯反應(yīng)合成一種低分子聚合物酚醛改性胺環(huán)氧固化劑，該固化劑具有粘度低，固化速度適中，固化物的耐熱性與力學(xué)性能良好，固化劑的性價(jià)比較高等優(yōu)點(diǎn)。因該自制的環(huán)氧固化劑中引入一些非活性的官能團(tuán)使固化體系表現(xiàn)出很好的堅(jiān)韌性，可作為建筑結(jié)構(gòu)膠使用。
二乙基甲苯二胺(DETDA)是聚氨酯彈性體以及環(huán)氧樹脂的芳香族二胺固化劑，用于澆注、涂料、RIM及膠黏劑，也是聚氨酯及聚脲彈性體的擴(kuò)鏈劑。
實(shí)驗(yàn)原料與儀器。雙酚A環(huán)氧樹脂E－51；自制酚醛胺環(huán)氧固化劑；T－31固化劑，市售。CMT4303萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)；NicoletiS10紅外光譜儀；SDT2960型差熱分析儀；3400－Ⅰ型掃描電鏡。
試樣制備。將環(huán)氧樹脂E－51與固化劑分別按100∶30、100∶35、100∶40（質(zhì)量比）混合均勻后，按GB/T2567—2008要求制作模具，常溫固化24h后，再將模具放入恒溫箱中，按照設(shè)定的溫度和時(shí)間進(jìn)行固化，自然冷卻后脫模、待測(cè)。
固化度的測(cè)定。將環(huán)氧樹脂與固化劑按一定配比混合均勻后，常溫固化24h，再放入恒溫箱中按照設(shè)定的溫度和時(shí)間進(jìn)行固化，取出試樣粉碎后分別包在慢速定量濾紙中稱量，然后置于索氏提取器中，用丙酮回流提取2h后，干燥至質(zhì)量恒定后稱量，按下式計(jì)算固化度：
固化度=（m3－m1）/（m2－m1）×100%式中：m1－濾紙的質(zhì)量，g；m2－丙酮提取前濾紙與試樣的總質(zhì)量，g；m3－丙酮提取后濾紙與試樣的總質(zhì)量，g。1.3.2力學(xué)性能測(cè)定拉伸強(qiáng)度按照GB/T6329—1996測(cè)定；彎曲強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度按照GB/T2567—2008樹脂澆鑄體性能試驗(yàn)方法測(cè)定。
紅外光譜（FT－IR）分析環(huán)氧樹脂和固化劑。初混時(shí)，采用液膜法；固化后，采用KBr壓片法。1.3.4熱分析DSC分析：按m（環(huán)氧樹脂E－51）∶m（自制固化劑）=100∶35混合均勻后，立即取樣作DSC分析，N2氣氛，升溫速率分別為5℃/min、10℃/min、20℃/min，溫度為25～300℃。
熱失重（TG）分析：取固化后樣品6～8mg置于鋁坩堝中測(cè)定，與空的鋁坩堝做對(duì)比，N2流速20mL/min，升溫速率10℃/min，升溫范圍40～800℃。掃描電鏡分析截取固化物的拉伸斷裂面，在超聲波下用去離子水清洗20min去除表面雜質(zhì)后，進(jìn)行拉伸斷裂面的表面形貌分析。
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