樹脂固化原理
❶ 不飽和聚酯樹脂的固化機理
常用的復不飽和聚酯樹脂主要制由線型不飽和樹脂和活性單體(一般是苯乙烯)兩部分組成。兩者都含有不飽和鍵,在一定的條件下(例如加入過氧化物引發劑、加熱、受紫外線照射等),就能進行自由基共聚和反應。這種反應實在按照鏈引發、鍵增長和鏈終止的歷程進行的。
在這一過程中伴隨著熱量的放出,液體樹脂的粘度迅速增大,硬度提高,最終變成了既不溶解也不熔融的固體。
根據需要在成型過程中可以加入增強材料如玻璃纖維,也可以不加增強材料,只加(或不加)不同的填料,前者即得到我們通常所說的玻璃鋼,後者可以製成人造大理石,人造瑪瑙等製品或作為表面塗層使用。
(1)樹脂固化原理擴展閱讀
使用配比:100份樹脂,加固化劑2~3份,促進劑1~2.5份。當溫度低需用加速劑時,加量為0.2~0.5%份。添加順序為:加速劑®促進劑®固化劑,並且每加一種時,都必須充分與樹脂混合均勻後,才可加入第二種。
注意事項:過氧化甲乙酮是潛在性爆炸物必須遠離火源、碰撞及避免陽光直射。儲藏在陰涼、通風處。但決不可與促進劑放在一起,二者相互混合會引起燃燒及爆炸。
❷ 環氧樹脂的合成原理和固化原理
環氧抄樹脂種類別雙酚A型例襲:
雙酚A型環氧樹脂固化原理
環氧樹脂結構羥基(〉CH-OH)、醚基(-O-)極潑環氧基存羥基醚基高度極性使環氧與相鄰界面產較強間作用力環氧基團則與介質表面(特別金屬表面)游離鍵起反應形化鍵環氧樹脂具高黏合力用途廣商業稱作萬能膠外環氧樹脂做塗料、澆鑄、浸漬及模具等用途環氧樹脂未固化前呈熱塑性線型結構使用必須加入固化劑固化劑與環氧樹脂環氧基等反應變網狀結構
溶且熔熱固性品環氧樹脂固化前相質量都高通固化才能形體形高環氧樹脂固化要藉助固化劑固化劑種類主要元胺元酸都含波氫原其用液態元胺類二亞乙基三胺三乙胺等環氧樹脂室溫固化需要加些促進劑(元硫醇)已達快速固化效
固化劑選擇與環氧樹脂固化溫度關通溫度固化般用元胺元硫胺等較高溫度固化般選用酸酐元酸固化劑同固化劑其交聯反應同
合原理
雙酚A型環氧樹脂由雙酚A環氧氯丙烷鹼性催化劑(通用NaOH)作用縮聚
合
(1)液態雙酚A型環氧樹脂合歸納起致兩種:步二步步加鹼二加鹼二步間歇連續
(2)固態雙酚A型環氧樹脂合體兩種:步二步步水洗、溶劑萃取溶劑二步本體聚合催化聚合
❸ 不飽和聚酯樹脂的固化原理
具有粘性的可流動的不飽和聚酯樹脂,在引發劑存在下發生自由基共聚合反應,而生成性能穩定的體型結構的過程稱為不飽和聚酯的固化。
發生在線型聚酯樹脂分子和交聯劑分子之間的自由基共聚合反應,其反應機理同前述自由基共聚反應的機理基本相同,所不同的它是在具有多個雙鍵的聚酯大分子(即具有多個官能團)和交聯劑苯乙烯的雙鍵之間發生的共聚,其最終結果,必然形成體型結構。
固化的階段性
不飽和聚酯樹脂的整個固化過程包括三個階段:
凝膠——從粘流態樹脂到失去流動性生成半固體狀有彈性的凝膠;
定型——從凝膠到具有一定硬度和固定形狀,可以從模具上將固化物取下而不發生變形;
熟化——具有穩定的化學、物理性能,達到較高的固化度。
一切具有活性的線型低聚物的固化過程,都可分為三個階段,但由於反應的機理和條件不同,其三個階段所表現的特點也不同。不飽和聚酯樹脂的固化是自由基共聚反應,因此具有鏈鎖反應的性質,表現在三個階段上,其時間間隔具有較短的特點,一般凝膠到定型有時數個小時就可完成,再加上不飽和聚酯在固化時系統內無多餘的小分子逸出,結構較為緊密,因此不飽和聚酯樹脂和其他熱固性樹脂相比具有最佳的室溫接觸成型的工藝性能。
引發劑
用於不飽和聚酯樹脂固化的引發劑與自由基聚合用引發劑一樣,一般為有機過氧化合物。各類有機過氧化合物的特性,通常用活性氧含量,臨界溫度和半衰期等表示。
活性氧含量
活性氧含量又稱為有效氧含量。對於純粹的過氧化物,活性氧含量是代表有機過氧化物純度的指標。實際上,由於純粹有機過氧化物貯存的不安定性,通常與惰性稀釋劑如鄰苯二甲酸二丁酯等混合配製,以利於貯存和運輸。
臨界溫度
過氧化物受熱分解形成自由基時所需的最低溫度稱為臨界溫度。一般在臨界溫度以上才發生引發反應,這可從固化放熱效應反映出來。臨界溫度是不飽和聚酯樹脂固化時應用的工藝指標。
半衰期
半衰期是指在給定溫度條件下,有機過氧化物分解一半所需要的時間。實際應用上,可用下面兩種方法表示半衰期,一種是給定溫度下的時間,另一種是給定時間下的溫度,它們都是引發劑活性的標志。顯然,有機過氧化物的半衰期愈短,其活性也就愈大。
引發劑的種類雖然很多,但不飽和聚酯樹脂固化最常用的主要是兩種,即國產1 號引發劑和2號引發劑。
1號引發劑是50%過氧化環已酮糊。過氧化環已酮是幾種化合物的混合物,外觀是白色粉沫或硬塊,易溶於苯乙烯中得到透明的溶液。由1:1的過氧化環已酮和鄰苯二甲酸二丁酯組成的1號引發劑,呈糊狀,久置後分層,上層為透明溶液,下層是白色沉澱物,使用時必須攪拌均勻成糊狀。
過氧化甲乙酮具有與過氧化環已酮類似的特性,一般配成鄰苯二甲酸二甲酯的50%溶液使用,該溶液無色透明,不含懸浮物,使用時不需要攪拌。
❹ 不飽和樹脂的固化機理
從游離基聚合的化學動力學角度分析 ,UPR的固化屬於自由基共聚合反應。固化內反應具有容鏈引發、鏈增長、鏈終止、鏈轉移四個游離基反應的特點。
鏈引發——從過氧化物引發劑分解形成游離基到這種游離基加到不飽和基團上的過程。
鏈增長——單體不斷地加合到新產生的游離基上的過程。與鏈引發相比,鏈增長所需的活化能要低得多。
鏈終止——兩個游離基結合,終止了增長著的聚合鏈。
鏈轉移——一個增長著的大的游離基能與其他分子,如溶劑分子或抑制劑發生作用,使原來的活性鏈消失成為穩定的大分子,同時原來不活潑的分子變為游離基。
❺ 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。
❻ 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。
❼ UV固化樹脂固化原理是什麼
UV固化樹脂的固化原理與其它樹脂的熱固化不同,它必須要經過UV爐/UV燈進行固化,通過版UV爐時,照射權紫外光,使其「加熱」固化。UV是指紫外線ultraviolet
的英文縮寫,從高分子微觀角度來說,一些高分子材料的末端官能團有很強的紫外感光性,只有在紫外光的照射下,官能團才能有足夠的活性進行再次反應,進行交聯,表現為固化。
❽ 不飽和聚酯樹脂的固化原理
具有粘性的可流動的不飽和聚酯樹脂,在引發劑存在下發生自由基共聚合反應,而生成性能穩定的體型結構的過程稱為不飽和聚酯的固化。
發生在線型聚酯樹脂分子和交聯劑分子之間的自由基共聚合反應,其反應機理同前述自由基共聚反應的機理基本相同,所不同的它是在具有多個雙鍵的聚酯大分子(即具有多個官能團)和交聯劑苯乙烯的雙鍵之間發生的共聚,其最終結果,必然形成體型結構。
固化的階段性
不飽和聚酯樹脂的整個固化過程包括三個階段:
凝膠——從粘流態樹脂到失去流動性生成半固體狀有彈性的凝膠;
定型——從凝膠到具有一定硬度和固定形狀,可以從模具上將固化物取下而不發生變形;
熟化——具有穩定的化學、物理性能,達到較高的固化度。
一切具有活性的線型低聚物的固化過程,都可分為三個階段,但由於反應的機理和條件不同,其三個階段所表現的特點也不同。不飽和聚酯樹脂的固化是自由基共聚反應,因此具有鏈鎖反應的性質,表現在三個階段上,其時間間隔具有較短的特點,一般凝膠到定型有時數個小時就可完成,再加上不飽和聚酯在固化時系統內無多餘的小分子逸出,結構較為緊密,因此不飽和聚酯樹脂和其他熱固性樹脂相比具有最佳的室溫接觸成型的工藝性能。
引發劑
用於不飽和聚酯樹脂固化的引發劑與自由基聚合用引發劑一樣,一般為有機過氧化合物。各類有機過氧化合物的特性,通常用活性氧含量,臨界溫度和半衰期等表示。
活性氧含量
活性氧含量又稱為有效氧含量。對於純粹的過氧化物,活性氧含量是代表有機過氧化物純度的指標。實際上,由於純粹有機過氧化物貯存的不安定性,通常與惰性稀釋劑如鄰苯二甲酸二丁酯等混合配製,以利於貯存和運輸。
臨界溫度
過氧化物受熱分解形成自由基時所需的最低溫度稱為臨界溫度。一般在臨界溫度以上才發生引發反應,這可從固化放熱效應反映出來。臨界溫度是不飽和聚酯樹脂固化時應用的工藝指標。
半衰期
半衰期是指在給定溫度條件下,有機過氧化物分解一半所需要的時間。實際應用上,可用下面兩種方法表示半衰期,一種是給定溫度下的時間,另一種是給定時間下的溫度,它們都是引發劑活性的標志。顯然,有機過氧化物的半衰期愈短,其活性也就愈大。
引發劑的種類雖然很多,但不飽和聚酯樹脂固化最常用的主要是兩種,即國產1
號引發劑和2號引發劑。
1號引發劑是50%過氧化環已酮糊。過氧化環已酮是幾種化合物的混合物,外觀是白色粉沫或硬塊,易溶於苯乙烯中得到透明的溶液。由1:1的過氧化環已酮和鄰苯二甲酸二丁酯組成的1號引發劑,呈糊狀,久置後分層,上層為透明溶液,下層是白色沉澱物,使用時必須攪拌均勻成糊狀。
過氧化甲乙酮具有與過氧化環已酮類似的特性,一般配成鄰苯二甲酸二甲酯的50%溶液使用,該溶液無色透明,不含懸浮物,使用時不需要攪拌。
❾ 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。
❿ 三聚氰胺樹脂的固化機理是什麼
應該就是化學課