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环氧树脂固化剂的种类及固化机理汇总!

【发】布时间:2019-03-20 15:22  【编辑】:环氧树脂国产亚洲精品不卡视频网  分类: 行业资讯态  阅读:

环氧树脂固化剂是与环氧树脂【发】生化学反应,形成网状【立】体【聚】【合】物,把浮敬骸肯材料骨材包络在网状体之中。 使线型树脂变成【坚韧】的体型固体的添【加】剂。
 

环氧树脂固化剂的种类及固化机理汇总!
 

一、 固化剂的种类


1、碱性类
碱性类固化剂 WTF:【【包括】】脂肪族【二】胺【和】多胺、芳香族多胺、【其它】【含】氮化【合】物及改性脂肪胺。

2、酸性类
酸性类固化剂:【【包括】】有帷⑺狒ⅰ竞汀咳鸺捌渎纭竞稀课铩

3、【加】成型
【加】成型固化剂:这类固化剂与环氧基【发】生【加】成反应【构成】固化产物一部分链段,并通过逐步【聚】【合】反应使线型分子交联成体型结构分子,这类固化剂又称瓜型固化剂。

4、催化型
催化型固化剂:这类固化剂仅对环氧树脂【发】生引【【发】作】用,【打】开环氧基后,催化环氧树脂本身【聚】【合】成网状结构,生成以醚键为主要结构的均【聚】物。

5、显在型
显在型固化剂为普通使用的固化剂,又可分为【加】成【聚】【合】型【和】催化型。所谓【加】成【聚】【合】型即【打】开环氧基的弧痉健盔行【加】成【聚】【合】反应,固化剂本身参【加】到三维网状结构中去。这类固化剂,如【加】入量过少,则固化产物连接着末反应的环氧基。因此,对这类固化剂【【来】讲】,存在着一个【合】适挠昧俊6呋凸袒猎蛞匝衾胱印痉健渴剑净蛘摺恳离子【方】式使环氧基开环【加】成【聚】【合】,最终,固化剂【不】参【加】到网状结构中去,所以【不】存在等当量反应的【合】适用量;【【不】过】,【增【加】】用量会使固化【速度俊尽炯印靠臁俊T显在型固化剂中,双氰胺、己【二】酸【二】酰肼这类品种,在室温下【不】溶于环氧树脂,而在【高】温下溶解后开始固化反应,因而也呈现出一种【潜伏】状态。所以,可称之为功能性【潜伏】型固化剂。

6、【潜伏】型
【潜伏】型固化剂指的是与环氧树脂【混【合】】后,在室温条件下相对【长】期【【稳定】】(环氧树脂一般要求在3个浴韭摇吭上,才具有较大实用【价值】,最【理想】的则要求半年【或者】1年以上),而只需【暴露】在热⒐狻⑹气等条件下,肌敬俊开始固化反应。这类固化剂基本上怯梦锢怼竞汀炕【方】法【封】闭固化剂活性的。所以,在有的书上也把这些品种划为【潜伏】型固化剂,实际上可称之为功能性【潜伏】型固化剂。因为【潜伏】型固化剂可与环氧树脂【混【合】】制成一液型配【合】物,简化环氧树脂应用的配【合】手续,其应用范围从单包装胶黏剂向涂料、浸渍漆、灌【封】料、粉末涂料等痉健棵【发】展。【潜伏】型固化剂在【国外】日益引起【重视】,可以说是研究与【开【发】】的重【点】课题,各种固化剂改性新品种【和】配【合】新技术层出【不】穷,十分活跃。

7、胺类固化剂
伯胺【和】仲胺对环氧树脂的固化作用是由子上的活泼氢【打】开环氧基团,而使之交联固化。脂肪族多元胺如乙【二】胺、己【二】胺、【二】乙烯三胺、三乙烯四胺、【二】乙被返然钚越洗,能在室温使环氧树脂交联固化;而芳香族多元胺活性较低,如间苯【二】啊痉!楷得在150℃固化才能完全。

8、酸酐类固化剂
【二】元酸及其酐如顺丁烯【二】酸酐、邻苯【二】甲酸酐可以固化环氧树脂,但【必须】在较【高】温度下烘烤才能固化完全。酸酐首先与环氧树脂中的羟基反应生成ヵィヵブ械聂然牖费趸痉ⅰ可【加】成酯化而成双酯。

9、【合】成树脂类固化剂
低分子量【聚】酰胺树脂是亚油酸【二】【聚】体或桐油酸【二】【聚】体与脂肪族多元胺如乙【二】啊痉!楷【二】乙烯三胺反应生成囊恢帧剧辍可场境怼孔词髦

10、【潜伏】型固化剂
这种固化剂在一般条件下是【【稳定】】的,但当【加】热到【摇净丁卡】的温度时,才显示其活性而固化环氧树脂。如双氰啊痉!楷与环氧树脂【混【合】】在一起,在常温下是【【稳定】】的。若在145—165℃,则能使环氧树脂在30分钟内固化。三氮化硼乙仿纭竞稀课,常巍韭摇坎是【【稳定】】的,在100℃以上蹦芄袒费跏髦


【二】、 环氧树脂固化的三个阶段


1、液体-操作时间
操作时间(也是【工作】时间或使用期)是固化时间的一部份,【混【合】】之后,树脂/固化剂【混【合】】物【仍然】是液体【和】可以【工作】及适【合】应用。为了【保证】【可靠】的粘接,全部施工【和】定巍净埂郡作应该在固化操作时间内做好。

2、凝胶-进入固化
【混【合】】物开始进入固化相(也称作熟化阶段),这时它开始凝胶或“突变”。这时的环氧没有【长】时间的【工作】【可能】,也将失去铡境小吭。在这个阶段【【不】能】对其进行任何【干扰】。它将变成硬橡胶似的软凝胶物,你用大摹敬帧扛将能压得动它。因为这时【混【合】】物只是局部固化,新使用的环氧树脂【仍然】能与它化学链接,因此该未处理的表面【仍然】可以进行粘接或反应。无论如何,【接【近】】固化的【混【合】】物这些能力在减小。

3、固体-最终固化
环氧【混【合】】物达到固化变成固体阶段,这时能砂磨及整型。这时你用大摹敬帧扛已压【不】动它,在这时环氧树脂浴炯印啃90%的最终反应强度,因此可以除去【固定】夹件,将它放在室温下维持【若干】天使它【继续】固化。这时新使用的环氧树脂【【不】能】与它进行链接,因为该费醣砻【必须】适【当【地】】进行预处理如【打】磨,才能得到好的粘接【机械】强度


【三、】固化剂的固化温度与固化物的耐热性


各种固化剂的固化温度各【不】相同,固化物的耐热性也有很大【不】同。一般【地】说,使用固化温度靖摺康墓袒量梢得到耐热优良的固化物。对于【加】成【聚】【合】型固化剂,固化温度竞汀磕腿刃园础鞠铝小俊尽舅【承】颉俊刻帷靖摺浚
脂肪族多胺<脂环族多胺<芳香族多胺≈酚醛<酸酐

催化【加】【聚】型固化剂的耐热性大体处于芳香多胺水平。阴离子【聚】【合】型(叔胺【和】咪唑化古物)、阳离子【聚】【合】型(BF3络【合】物)的耐热性基本上相同,这主要是虽然【起始】的反应机理【不】同,但最终【都】形成醚键结【合】的网状结构。固化反应属于化学反应,受固化温度影响很大,温度增【高】,反应【速度俊尽炯印靠臁浚菏奔变短;凝胶时间的对数值随固化温度上升大体呈毕呦陆登魇啤5袒露裙靖摺浚J构袒镄阅芟陆担源嬖固化温度的上限;【必须】选择使固化【速度俊竞汀抗袒镄阅苷衷的温度,作为【合】适墓袒露取

按固化温度可把固化剂分为四类:【低温】固化剂固化温度在室巍韭摇吭下;室温固化剂固化温度为室温~50℃;中温固化剂为50~100℃;【高】温固化剂固化温度在100℃以上。属于【低温】固化型的固化剂品种很少,有【聚】琉醇型、多异氰酸酯型等;

【【近】年】【来】国内研制投产的T-31改性胺、YH-82改性胺【均可】在0℃以下固化。属于室温固化型的种类【很多】:脂肪族多胺、脂环族多胺;低分子【聚】酰胺以及改性芳胺等J粲谥形鹿袒偷挠幸徊糠脂环族多胺、叔胺、眯唑类以及三氟化硼络【合】物等J粲凇靖摺课滦凸袒恋挠蟹枷阕宥喟贰⑺狒⒓捉追尤┦髦被髦⑺氰胺以及酰肼等

对于【高】温固化体系,固化温度一般分为两阶段,在凝胶前采用【低温】固化,在达到凝胶状态或比凝胶状态稍【高】的状态之后,再【高】温【加】热进行后固化(post-cure),相对之前段固化为预固化(pre-cure)。


四、固化肌尽尽玖的健俊俊酷构与特性


如上所述,固化剂的固化温度竞汀抗袒锏哪腿刃杂泻艽【关系】。 揪汀楷样】【地】,在 揪汀楷一】类固化剂中,虽然具有相同的【官】能基,但因化学结构【不】同,其性质【和】固化物特性也【不】同。因此,全面了饩哂邢嗤【官】能基而化学结构【不】同的多胺固化剂的性状、特【点】,对选择固化剂【来】说,是很【重要】的。

在色相【方】面,脂环族最浅,基本上峭该鞯模咀濉竞汀糠枷阕澹渥派潭鞠嗟薄俊鞠著】。在黏度痉健棵,也有很大【不】同,脂环族【【不】过】【零】【点】【零】几Pa·s,而【聚】酰胺则非常【黏【稠】】,达数Pa·s,芳香族胺多为固态。适用期【长】短【正好】与固化性完全相反,脂肪族反应性最【高】,而脂环族、酰胺、芳香族摇纠础课【降低】。

色相:(优)脂环族→脂肪族→酰胺→芳香胺(劣)

熟度:(低)脂环族→脂肪族→芳香族→酰胺(【高】)

适用期:(【长】)芳香族→酰胺→脂环族→脂肪族(短)

固化性:(快)脂肪族→脂环族→酰胺→芳香族(【慢】)

刺激性:(强)脂肪族→芳香族→脂环族→酰胺(弱)

多胺类固化剂的化学结构【和】性质

【另外】,在【光泽】、柔软性、粘接性、耐酸性、耐水性【方】面,也呈【摇净丁卡】规律性。

【光泽】:(优)芳香族→脂环族→【聚】酰胺一脂肪胺(劣)

柔软性:(软)【聚】酰胺→脂肪族→脂环族→芳香族(刚)

粘接性:(优)【聚】酰胺→脂环族→脂肪族→芳香族(良)

耐酸性:(优)芳香族→脂环族→脂肪族→【聚】酰胺(劣)

耐水性:(优)【聚】酰胺→脂肪胺→脂环胺→芳香胺(良)

多胺类固化剂的化学结构【和】与双酚A树脂固化物的性质

对【光泽】【来】说,芳香族最好,脂肪族最【差】。此性质受固化温度的影响,随温度升【高】,【光泽】变好。至于柔软性,【官】能基间距离【长】的【聚】酰胺更优良一些,而交联密度靖摺康姆枷惆吩颉静睢俊D腿刃杂肴崛性【正好】相反,而粘接性则与柔软性一致。耐药品性(耐酸性)受化学结构影响,芳香族【比较】优良,脂肪胺【和】【聚】酰胺则易受化学药品【腐蚀】。耐水性受【官】能基质量浓度的支配,【官】能基质量浓度低、疏水度靖摺康摹揪邸旷0防喔退竟佟磕芑量浓度靖摺康姆枷阕逶颉静睢恳恍


【五、】用途【不】同的各种固化剂


固化剂按用途可分为常温固化剂【和】【加】热固化剂。如前所述,环氧树脂【高】温固化时一般性能优良,但是谕聊尽窘ㄖ恐惺褂的涂料【和】粘接剂等居捎凇俊炯印咳壤,需要常温固化;所以大【都】使用脂肪胺、脂环映以及【聚】酰胺等,尤其是【冬季】使用的涂料【和】粘接剂【不】得【不】与多异氰酸酯并用,或使用具有恶臭气味的【聚】琉醇类。

至于中温固化剂【和】【高】温固化剂,则要以被着体的耐热性以及固化物的耐热性、粘接性【和】耐药品性等为基准【来】选择。选择重【点】为多胺【和】酸酐。【由于】酸酐固化物具有优良的电性能,所以广泛用于电子、电器【方】面。

脂肪族多胺固化物粘接性以及耐碱、耐水性均优良。芳香族多胺在耐药品性【方】面也是优良的。【由于】氨基的氮元素与金属形成氢键,因而具有优良的防锈【效果】。胺质量浓度愈【高】,防锈【效果】愈好。酸酐固化剂【和】环氧树脂形成酯键,对有帷竞汀课藁嵯示了【高】的抵抗力,电性能一般也超过了多胺。


【六、】酸酐类固化剂固化机理


酸酐固化环氧树脂的反应,需要树脂/酸酐体系中少量的醇【和】水、游离酸等促进剂,经【加】热才能缓【慢】的固化。因此,酸酐并【不】直接与环氧基作用【发】生化学反应,【必须】【打】开酸酐的环。

1、活泼氢对酸酐开环的影响
双酚A环氧中【含】有羟基,可以【打】开酸酐。一羟基产生一个羧基,多元醇可以把两个酸酐分子连接起【来】,起到交联作用。【加】入【含】羟基化【合】物如乙【二】醇、【甘】油、【含】羟基的低分子【聚】醚等,可以【加】速开环反应,水【可以使】酸酐产生两个羧基,因此湿度对酸酐固化有影响。

酯化反应:这是酸酐固化环氧树脂的主要反应,羧基与环氧基【加】成,生成酯基。酯化反应生成聂然徊绞顾狒【罚】牖费趸从Γ詈生成【立】体结构;在【高】温下,一些羧基可以催化环氧基开弧痉!楷生成以醚键为主的结构。

2、三级胺(叔胺)对酸酐开环的影响
三级胺与酸酐形成一个离子对,环氧基插入此离子对,羧基【负】离子【打】开环氧基,生成酯键,并产生一个新的阴离子。【例如】2-乙基-4甲基咪唑【和】2、4、6-(N,N-【二】甲基氨甲基)—苯酚即K-54#(【国外】称DMP-30#)。

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