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環(huán)氧樹脂與固化劑固化反應
| 來源：邵君( 先生，國內國際部經理 ) 發(fā)布時間：2017-6-29 17:10:09 |
本文介紹環(huán)氧樹脂與固化劑固化反應。
環(huán)氧樹脂與固化劑固化反應的紅外分析按m（環(huán)氧樹脂E－51）∶m（自制固化劑）=100∶35混合均勻后，分析體系固化前后的紅外光譜。
將的各特征溫度Ti、Tp及Tf分別對β作圖，并進行線性回歸，。將3條曲線外推至β=0時的3點溫度取作固化工藝的特征溫度，分別定義為凝膠溫度Tgel（64℃）；固化溫度Tcure（77℃）；后處理溫度Ttreat（115℃）。這種預測工藝參數(shù)的方法對確定體系最佳固化工藝具有一定的指導作用。
固化體系在常溫下固化3d后，測得的固化度。從工藝參數(shù)預測得到的Tgel為64℃，在實際固化過程中的含義應該是反應發(fā)生的溫度，即當溫度＞64℃固化反應才能發(fā)生。質量比為100∶35時，固化體系在常溫下固化3d后，固化度已達到了95.4%。
這是由于該體系屬于環(huán)氧樹脂/改性胺固化劑體系，在常溫下固化反應是放熱反應，結果產生熱量聚集，使體系局部的溫度上升，從而引起更多基團的反應，放出更多的能量使反應得以繼續(xù)進行。質量比為100∶35時。
固化溫度設定為65℃時，隨著固化時間的延長，固化度緩慢增加，當固化時間為4h時，固化度達到了96.5%；升溫到80℃，再分別固化2h和4h后，固化度均為96.6%。與常溫固化相比，固化度只增加了1.2%，表明該固化劑在常溫下具有較高的反應活性，能達到很高的固化度。
當固化接近完全后，由于分子鏈的運動阻力增大，鏈段做同樣的移動需要更長的時間，因此固化度的增量較小。固化度達到了96.6%，可認為基本完全固化，考慮到經濟因素，不需要工藝參數(shù)預測中的115℃進行后處理。
自制的固化劑可以采用室溫固化，有必要的話可以在固化反應工藝中采取加熱固化，這樣可以消除體系殘余的內應力，提高固化物的力學性能和耐熱性，因此實驗室采用的固化工藝為常溫/24h+80℃/2h。
二乙基甲苯二胺DETDA是一種位阻型芳香族二胺，乙基和甲基的位阻作用使得其活性比甲苯二胺(TDA)低得多。它與聚氨酯預聚體的反應速度比DMTDA快數(shù)倍，比MOCA快約30倍。主要用于RIM聚氨酯體系以及噴涂聚氨酯(脲)彈性體涂料體系，具有反應速度快，脫模時間短、初始強度高、制品耐水解、耐熱等優(yōu)點。另外該品還可用作彈性體，用作反應注塑成型聚氨酯的擴鏈劑，聚氨酯涂料、環(huán)氧樹脂、醇酸樹脂固化劑。潤滑劑及農藥、染料中間體，塑料、橡膠、油類抗氧劑，以及化學合成中間體。
采用不同的固化劑用量制作樹脂澆鑄體，常溫/24h+80℃/2h固化后，自然冷卻并測試其性能。
澆鑄體的力學性能與固化劑的用量有一定的關系。隨著固化劑用量的增加，彎曲強度、拉伸強度、壓縮強度均先升高后降低，這主要是因為隨著固化劑用量的增加，有足夠的活潑氫與環(huán)氧基反應，固化反應比較充分完全，能很好地形成三維立體結構，從而使得力學性能表現(xiàn)越來越好。
但當固化劑的用量達到理論量的時候，再增加其用量，反而使得力學性能下降，這是因為活潑氫過量，沒有足夠的環(huán)氧基與之反應，使得過量的固化劑殘留在固化體系中，體系的交聯(lián)密度不足，從而使得力學性能下降，而斷裂伸長率得到提高，可能是過量的固化劑在體系中起到增韌的作用。
質量比為100∶30時Tg為268.4℃，100∶35時Tg達到最高為280.3℃，而100∶40時Tg為274.2℃且該熱失重曲線始終不斷下降，表明不斷有小分子釋放出來，這是固化劑過量的緣故。故理想的質量比為100∶35，這與理論當量配比相吻合。
固化時間對澆鑄體性能的影響。按m（環(huán)氧樹脂E－51）∶m（自制固化劑）=100∶35混合均勻后，探討室溫下固化時間對澆鑄體力學性能的影響。
隨著固化時間的延長，拉伸強度和延伸率逐漸降低。當固化時間為3d時，由固化度可知固化體系還沒有完全固化，未參與固化的部分起到增韌劑的作用，因此拉伸強度和延伸率較大。隨著時間的推移，交聯(lián)密度不斷提高，應力也隨之變大，從而導致拉伸強度和延伸率下降。當固化時間達到7d時，趨于穩(wěn)定，再延長固化時間，性能已無明顯變化。其力學強度與模量均已達到最大，但在此條件下延伸率仍然有2%左右，表明該體系具有較好的柔韌性。環(huán)氧樹脂與固化劑固化反應就介紹到這里。
文章版權：張家港雅瑞化工有限公司
二乙基甲苯二胺(DETDA) http://www.mctechserv.com |
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