環氧樹脂固化機理
㈠ 環氧樹脂為什麼需要固化
因為環氧不固化,就一灘稀泥.
環氧固化依用途而選擇配方.
作膠粘劑,選用胺類或改性胺類,
作單組份膠,得用潛伏性固化劑,
作高溫絕緣一定得採用酸酐加熱固化.所以需要固化。
㈡ 環氧樹脂膠的固化時間與什麼因素有關
環氧樹脂膠的固化成型過程是一個很復雜的物理變化和化學變化過程,其影響因素也很多。版
一、環權氧樹脂膠液對固體材料的潤濕、浸漬。也可製成預浸料或模塑料。主要影響因素是膠液與固體材料的相容性和膠液的黏度。
二、物料充填模腔或流平,形成緻密的物體。主要影響因素是物料的流動性,主要是膠液的黏度。這都取決於膠液配方和環境溫度。可以用加壓和抽真空的方法來協助實現充模及形成緻密的物體。
三、一定的條件下環氧低聚物與固化劑、改性劑開始反應,從膠液→凝膠化→玻璃化→三維交聯結構固化物。主要的影響因素是體系的熱歷程。包括:預熱溫度、升降溫速度、固化溫度、固化時間、後固化溫度及時間等。此外,固化壓力對固化反應及製品的密實和形狀穩定也有一定的作用。主要影響因素是膠液配方和環境溫度及濕度等。
四、環氧固化物結構的形成,隨著環氧樹脂固化反應的進行而逐步形成的,影響因素是膠液配方和體系的熱歷程。
五、隨著環氧樹脂固化反應的進行逐步形成的。不僅取決於膠液配方和體系的熱歷程,而且還與纖維、填料等材料的表面性能密切相關。
由此可以看出,影響環氧材料固化成型過程的主要因素為 --膠液配方和纖維、填料等固體材料的表面性質.
㈢ 環氧樹脂固化有哪幾個階段
環氧樹脂固化有三個階段,分別為:液化、凝膠、固體。
液體-操作時間專屬
操作時間(也是工作時間或使用期)是固化時間的一部份,混合之後,樹脂/固化劑混合物仍然是液體和可以工作及適合應用。為了保證可靠的粘接,全部施工和定位工作應該在固化操作時間內做好。
凝膠-進入固化
混合物開始進入固化相(也稱作熟化階段),這時它開始凝膠或「突變」。這時的環氧沒有長時間的工作可能,也將失去粘性;在這個階段不能對其進行任何干擾,它將變成硬橡膠似的軟凝膠物,你用大拇指將能壓得動它。
因為這時混合物只是局部固化,新使用的環氧樹脂仍然能與它化學鏈接,因此該未處理的表面仍然可以進行粘接或反應。無論如何,接近固化的混合物這些能力在減小。
固體-最終固化
環氧混合物達到固化變成固體階段,這時能砂磨及整型。這時你用大拇指已壓不動它,在這時環氧樹脂約有90%的最終反應強度,因此可以除去固定夾件,將它放在室溫下維持若干天使它繼續固化。
這時新使用的環氧樹脂不能與它進行化學鏈接,該環氧表面必須適當地進行預處理如打磨,才能得到好的粘接機械強度。
㈣ 環氧樹脂的固化原理
環氧樹脂硬化反應的原理,目前尚不完善,根據所用硬化劑的不同,一般認為它通過四種途徑的反應而成為熱固性產物。
(1)環氧基之間開環連接;
(2)環氧基與帶有活性氫官能團的硬化劑反應而交聯;
(3)環氧基與硬化劑中芳香的或脂肪的羥基的反應而交聯;
(4)環氧基或羥基與硬化劑所帶基團發生反應而交聯。
不同種類的硬化劑,在硬化過程中其作用也不同。有的硬化劑在硬化過程中,不參加到本分子中去,僅起催化作用,如無機物。具有單反應基團的胺、醇、酚等,這種硬化劑,叫催化劑。多數硬化劑,在硬化過程中參與大分子之間的反應,構成硬化樹脂的一部分,如含多反應基團的多元胺、多元醇、多元酸酐等化合物。
1、胺類硬化劑
胺類硬化劑—般使用比較普遍,其硬化速度快,而且黏度也低,使用方便,但產品耐熱性不高,介電性能差,並且硬化劑本身的毒性較大,易升華。胺類硬化劑包括;脂肪族胺類、芳香族胺類和胺的衍生物等。胺本身可以看作是氮的烷基取代物,氨分子(NH3)中三個氫可逐步地被烷基取代,生成三種不同的胺。即:伯胺(RNH2)、仲胺(R2NH))和叔胺(R3N)。
由於胺的種類不同,其硬化作用也不同:
(1)伯胺和仲胺的作用
含有活潑氫原子的伯胺及仲胺與環氧樹脂中的環氧基作用。使環氧基開環生成羥基,生成的羥基再與環氧基起醚化反應,最後生成網狀或體型聚合物。
(2)叔胺的作用與伯胺、仲胺不同,它只進行催化開環,環氧樹脂的環氧基被叔胺開環變成陰離子,這個陰離子又能打開一個新的環氧基環,繼續反應下去,最後生成網狀或體型結構的大分子。
2、酸酐類硬化劑
酸酐是由羧酸(分子結構中含有羧基—COOH)與脫水劑一起加熱時,兩個羧基除去一個水分子而生成的化合物。
酸酐類硬化劑硬化反應速度較緩慢,硬化過程中放熱少,使用壽命長,毒性較小,硬化後樹脂的性能(如力學強度、耐磨性、耐熱性及電性能等)均較好。但由於硬化後含有酯鍵,容易受鹼的侵蝕並且有吸水性,另外除少數在室溫下是液體外。絕大多數是易升華的固體,而且一般要加熱固化。
酸酐和環氧樹脂的硬化機理,至今尚未完全闡明,比較公認的說法如下:
酸酐先與環氧樹脂中的羥基起反應而生成單酯,第二步由單酯中的羥基和環氧樹脂的環氧基起開環反應而生成雙酯,第三步再由其中的羥基對環氧基起開環作用,生成醚基,所以可得到既含醚鍵,又含有酯基的不溶不熔的體型結構。
除了上述反應之外,第一步生成的單酸中的羧基也可能與環氧樹脂分子上的羥基起酯化反應,生成雙酯。但這不是主要的反應。
3、樹脂類硬化劑
含有硬化基團的一NH一,一CH2OH,一SH,一COOH,一OH等的線型合成樹脂低聚物,也可作為環氧樹脂的硬化劑。如低分子聚醯胺.酚醛樹脂,苯胺甲醛樹脂,三聚氰胺甲醛樹脂,糠醛樹脂,硫樹脂,聚酯等。它們分別能對環氧樹脂硬化物的耐熱性,耐化學性,抗沖擊性,介電性,耐水性起到改善作用。常用的是低分子聚醯胺和酚醛樹脂。
(1)低分子聚醯胺不同於尼龍型的聚醯胺。它是亞油酸二聚體或是桐油酸二聚體與脂肪族多元胺,如乙二胺、二乙烯三胺反應生成的一種琥珀色粘稠狀樹脂。由於原材料的性質,反應組分的配比和反應條件不同,低分子聚醯胺的性質差別很大。它們的分子量在500~9000之間,有熔點很高,胺值很低的固態樹脂,也有胺值為300的液態樹脂。其中胺值是低分子聚醯胺活性的描述,胺值高的活性大,與環氧樹脂反應速度快,但可使用期短,胺值低的活性小,與環氧樹脂反應速度慢,但可使用期長,表1列舉了幾種低分子聚醯胺的牌號及性能。
㈤ 環氧樹脂的合成原理和固化原理
環氧樹脂有多種類別,以雙酚A型為例:
雙酚A型環氧樹脂的固化原理
在環氧樹脂的結構中有羥基(〉CH—OH)、醚基(—O—)和極為活潑的環氧基存在,羥基和醚基有高度的極性,使環氧分子與相鄰界面產生了較強的分子間作用力,而環氧基團則與介質表面(特別是金屬表面)的游離鍵起反應,形成化學鍵。因而,環氧樹脂具有很高的黏合力,用途很廣,商業上被稱作「萬能膠「。此外,環氧樹脂還可做塗料、澆鑄、浸漬及模具等用途。但是,環氧樹脂在未固化前是呈熱塑性的線型結構,使用時必須加入固化劑,固化劑與環氧樹脂的環氧基等反應,變成網狀結構的大分子
,成為不溶且不熔的熱固性成品。環氧樹脂在固化前相對分子質量都不高,只有通過固化才能形成體形高分子。環氧樹脂的固化要藉助固化劑,固化劑的種類很多,主要有多元胺和多元酸,他們的分子中都含有活波氫原子,其中用得最多的是液態多元胺類,如二亞乙基三胺和三乙胺等。環氧樹脂在室溫下固化時,還常常需要加些促進劑(如多元硫醇),已達到快速固化的效果。
固化劑的選擇與環氧樹脂的固化溫度有關,在通常溫度下固化一般用多元胺和多元硫胺等,而在較高溫度下固化一般選用酸酐和多元酸為固化劑。不同的固化劑,其交聯反應也不同。
合成原理
雙酚A型環氧樹脂是由雙酚A和環氧氯丙烷在鹼性催化劑(通常用NaOH)作用下縮聚而成。
合成方法
(1)液態雙酚A型環氧樹脂的合成方法歸納起來大致有兩種:一步法和二步法。一步法又可分為一次加鹼法和二次加鹼法。二步法又可分為間歇法和連續法。
(2)固態雙酚A型環氧樹脂的合成方法大體上也可分為兩種:一步法和二步法。一步法又可分為水洗法、溶劑萃取法和溶劑法。二步法又可分為本體聚合法和催化聚合法。
㈥ 環氧樹脂固化有哪些常見的固化體系
最常用的的環氧樹脂是雙酚A型環氧樹脂,最常用的是E44/E51兩種牌號。另外環氧樹脂有版雙酚A型環權氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、雙酚H型環氧樹脂、酚醛環氧樹脂、多官能縮水甘油醚環氧樹脂、多官能縮水甘油胺環氧樹脂、鹵化環氧樹脂等等。
常用的固化劑也有很多種:脂肪胺/改性脂肪胺固化劑,脂環胺/改性脂環胺固化劑,低分子聚醯胺固化劑、芳香胺/改性芳香胺固化劑,酚醛胺固化劑,酸酐類固化劑,咪唑類固化劑,硫醇類固化劑等等。
㈦ 環氧樹脂為什麼需要固化
環氧不固化,就一灘稀泥.
環氧固化依用途而選擇配方.
作膠粘劑,選用胺類或改性胺類,
作單組份膠,得用潛伏性固化劑,
作高溫絕緣一定得採用酸酐加熱固化.
㈧ 環氧樹脂固化劑及其固化機理
環氧樹脂是一抄種無定形黏稠液體,加熱呈塑性,沒有明顯的熔點,受熱變軟,逐漸熔化而發黏,不溶於水,本身不會硬化,因此它幾乎沒有單獨的使用價值,只有和固化劑反應生成三維網狀結構的不溶不熔聚合物才有應用價值。當加入一定量固化劑後,就逐漸固化,形成性能各異的化學物質,因此,必須加入固化劑,組成配方樹脂,並且在一定條件下進行固化反應,生成立體網狀結構的產物,才會顯現出各種優良的性能,成為具有真正使用價值的環氧材料。工程中常用胺類固化劑:乙二胺、二乙烯多胺、多乙烯多胺等。
㈨ 環氧樹脂固化問題,懂的人來。
環氧和固化劑的來用量是有比例的自,這個量可以在一定范圍內調整,但不能過大,調整過大了會帶來問題。如果固化劑過多,環氧樹脂固化後會發脆,如果試樣體積大,甚至會固化後直接開裂。如果固化劑過少,固化會不完全,有可能出現你說的不幹的情況。
其實你的問題,只要減少催化劑的量就可以了。不要改變固化劑的量。催化劑少了,反應速度就慢了。
根據你的描述,沒有判定你的用量是否正確。根據我的一般經驗,催化劑用量是很少的。