树脂固化机制
1. 不饱和树脂的固化机理
从游离基聚合的化学动力学角度分析 ,UPR的固化属于自由基共聚合反应。固化内反应具有容链引发、链增长、链终止、链转移四个游离基反应的特点。
链引发——从过氧化物引发剂分解形成游离基到这种游离基加到不饱和基团上的过程。
链增长——单体不断地加合到新产生的游离基上的过程。与链引发相比,链增长所需的活化能要低得多。
链终止——两个游离基结合,终止了增长着的聚合链。
链转移——一个增长着的大的游离基能与其他分子,如溶剂分子或抑制剂发生作用,使原来的活性链消失成为稳定的大分子,同时原来不活泼的分子变为游离基。
2. 什么是树脂固化
树脂固化主要是指从二维的线性结构在光、热或其他条件下变成三维的不溶不熔的网状结构。
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3. 三聚氰胺树脂的固化机理是什么
应该就是化学课
4. 不饱和聚酯树脂的固化机理
常用的复不饱和聚酯树脂主要制由线型不饱和树脂和活性单体(一般是苯乙烯)两部分组成。两者都含有不饱和键,在一定的条件下(例如加入过氧化物引发剂、加热、受紫外线照射等),就能进行自由基共聚和反应。这种反应实在按照链引发、键增长和链终止的历程进行的。
在这一过程中伴随着热量的放出,液体树脂的粘度迅速增大,硬度提高,最终变成了既不溶解也不熔融的固体。
根据需要在成型过程中可以加入增强材料如玻璃纤维,也可以不加增强材料,只加(或不加)不同的填料,前者即得到我们通常所说的玻璃钢,后者可以制成人造大理石,人造玛瑙等制品或作为表面涂层使用。
(4)树脂固化机制扩展阅读
使用配比:100份树脂,加固化剂2~3份,促进剂1~2.5份。当温度低需用加速剂时,加量为0.2~0.5%份。添加顺序为:加速剂®促进剂®固化剂,并且每加一种时,都必须充分与树脂混合均匀后,才可加入第二种。
注意事项:过氧化甲乙酮是潜在性爆炸物必须远离火源、碰撞及避免阳光直射。储藏在阴凉、通风处。但决不可与促进剂放在一起,二者相互混合会引起燃烧及爆炸。
5. 树脂的固化
估计问题是出在搅拌不均匀上。加兰水和固化剂时一定要搅拌均匀,特别是兰水。
至于你说的“不饱和树脂固化时最佳的温度范围”这个没什么,不同的室温在兰,白水比例相同的情况下只会影响固化时间,不会影响硬度
6. UV固化树脂固化原理是什么
UV固化树脂的固化原理与其它树脂的热固化不同,它必须要经过UV炉/UV灯进行固化,通过版UV炉时,照射权紫外光,使其“加热”固化。UV是指紫外线ultraviolet
的英文缩写,从高分子微观角度来说,一些高分子材料的末端官能团有很强的紫外感光性,只有在紫外光的照射下,官能团才能有足够的活性进行再次反应,进行交联,表现为固化。
7. 不饱和聚酯树脂固化机理
市售的常用促进剂
1、环烷酸钴,一般为1%的苯乙烯溶液,称为1#促进剂。常与1#固化剂过氧化环己酮配合使用。几十年来,人们一直认为钴盐保进剂固化性能好,在不饱和聚酯树脂室温固化中广泛采用。由于受钴盐色泽的影响,近年来人们普遍认识到:其凝胶固化效果和颜色已不能满足需要。
2、N,N-二甲基苯胺,通常为10%的苯乙烯溶液,称为2#促进剂。常与2#固化剂(过氧化二苯甲酰)配合使用。在树脂中含有大量游离酚或聚酯分子链中含有大分子支链的分子结构的场合,是很有效的固化系统。(如对于乙烯基酯树脂固化、双酚A类聚酯树脂的固化、氯桥酸酐类聚酯树脂等。)
3、异辛酸钴,常用在预促进型树脂中,尤其是用较浓的异辛酸钴预促进,能得到较好的催干效果。通常情况下异辛酸估的促进效果要比环烷酸钴好,这是因为环烷酸是一个分子量不固定(分子量范围180-350)的环烷烃的羧基衍生物,所以其钴含量难于做得十分精确,并且由于它是石油精制时的副产物,通常颜色较深,所以目前市场上异辛酸钴有取代环烷酸钴的趋势。
冷固化体系中常用的固化剂类型
1、 过氧化环己酮(是多种氢过氧化物的混合物)
其中以第(Ⅰ)种结构为主。
过氧化环己酮溶解在二丁酯中,成为50%的糊状物,称为1#固化剂
2、过氧化二苯甲酰(是一种过氧化物,简称BPO)
过氧化二苯甲酰溶解在二丁酯中,成为50%的糊状物,称为2#固化剂
3、 过氧化甲乙酮(简称MEKP)
这是一种液态固化剂,一般配成有效成份为50%的二甲酯溶液,就是市售的5#固化剂。在有效成份中,同样,不是单一化合物,而是由多种分子结构的氢过氧化物的混合物.这些化合物具有不同的活性,氢过氧基(-OOH)使活性增大,羟基(-OH)使活性减小。
目前国内最常用的固化剂就是5#固化剂。值得注意的是,目前国产5#固化剂的质量有所下降,存在着固化剂中低分子物含量过高、含水量过高等缺点。
不饱和聚酯树脂固化过程中分子结构的变化
UPR的固化过程是UPR分子链中的不饱和双键与交联单体(通常为苯乙烯)的双键发生交联聚合反应,由线型长链分子形成三维立体网络结构的过程。在这一固化过程中,存在三种可能发生的化学反应,即
1、 苯乙烯与聚酯分子之间的反应;
2、 苯乙烯与苯乙烯之间的反应;
3、 聚酯分子与聚酯分子之间的反应。
对于这三种反应的发生,已为各种实验所证实。
值得注意的是,在聚酯分子结构中有反式双键存在时,易发生第三种反应,也就是聚酯分子与聚酯分子之间的反应,这种反应可以使分子之间结合的更紧密,因而可以提高树脂的各项性能。
5.3 不饱和树脂固化过程的表观特征变化
不饱和聚酯树脂的固化过程可分为三个阶段,分别是:
1、凝胶阶段(A阶段):从加入固化剂、促进剂以后算起,直到树脂凝结成胶冻状而失去流动性的阶段。该结段中,树脂能熔融,并可溶于某些溶剂(如乙醇、丙酮等)中。这一阶段大约需要几分钟至几十分钟。
2、硬化阶段(B阶段):从树脂凝胶以后算起,直到变成具有足够硬度,达到基本不粘手状态的阶段。该阶段中,树脂与某些溶剂(如乙醇、丙酮等)接触时能溶胀但不能溶解,加热时可以软化但不能完全熔化。这一阶段大约需要几十分钟至几小时。
3、熟化阶段(C阶段):在室温下放置,从硬化以后算起,达到制品要求硬度,具有稳定的物理与化学性能可供使用的阶段。该阶段中,树脂既不溶解也不熔融。我们通常所指的后期固化就是指这个阶段。这个结段通常是一个很漫长的过程。通常需要几天或几星期甚至更长的时间。
8. 不饱和聚酯树脂的固化原理
具有粘性的可流动的不饱和聚酯树脂,在引发剂存在下发生自由基共聚合反应,而生成性能稳定的体型结构的过程称为不饱和聚酯的固化。
发生在线型聚酯树脂分子和交联剂分子之间的自由基共聚合反应,其反应机理同前述自由基共聚反应的机理基本相同,所不同的它是在具有多个双键的聚酯大分子(即具有多个官能团)和交联剂苯乙烯的双键之间发生的共聚,其最终结果,必然形成体型结构。
固化的阶段性
不饱和聚酯树脂的整个固化过程包括三个阶段:
凝胶——从粘流态树脂到失去流动性生成半固体状有弹性的凝胶;
定型——从凝胶到具有一定硬度和固定形状,可以从模具上将固化物取下而不发生变形;
熟化——具有稳定的化学、物理性能,达到较高的固化度。
一切具有活性的线型低聚物的固化过程,都可分为三个阶段,但由于反应的机理和条件不同,其三个阶段所表现的特点也不同。不饱和聚酯树脂的固化是自由基共聚反应,因此具有链锁反应的性质,表现在三个阶段上,其时间间隔具有较短的特点,一般凝胶到定型有时数个小时就可完成,再加上不饱和聚酯在固化时系统内无多余的小分子逸出,结构较为紧密,因此不饱和聚酯树脂和其他热固性树脂相比具有最佳的室温接触成型的工艺性能。
引发剂
用于不饱和聚酯树脂固化的引发剂与自由基聚合用引发剂一样,一般为有机过氧化合物。各类有机过氧化合物的特性,通常用活性氧含量,临界温度和半衰期等表示。
活性氧含量
活性氧含量又称为有效氧含量。对于纯粹的过氧化物,活性氧含量是代表有机过氧化物纯度的指标。实际上,由于纯粹有机过氧化物贮存的不安定性,通常与惰性稀释剂如邻苯二甲酸二丁酯等混合配制,以利于贮存和运输。
临界温度
过氧化物受热分解形成自由基时所需的最低温度称为临界温度。一般在临界温度以上才发生引发反应,这可从固化放热效应反映出来。临界温度是不饱和聚酯树脂固化时应用的工艺指标。
半衰期
半衰期是指在给定温度条件下,有机过氧化物分解一半所需要的时间。实际应用上,可用下面两种方法表示半衰期,一种是给定温度下的时间,另一种是给定时间下的温度,它们都是引发剂活性的标志。显然,有机过氧化物的半衰期愈短,其活性也就愈大。
引发剂的种类虽然很多,但不饱和聚酯树脂固化最常用的主要是两种,即国产1 号引发剂和2号引发剂。
1号引发剂是50%过氧化环已酮糊。过氧化环已酮是几种化合物的混合物,外观是白色粉沫或硬块,易溶于苯乙烯中得到透明的溶液。由1:1的过氧化环已酮和邻苯二甲酸二丁酯组成的1号引发剂,呈糊状,久置后分层,上层为透明溶液,下层是白色沉淀物,使用时必须搅拌均匀成糊状。
过氧化甲乙酮具有与过氧化环已酮类似的特性,一般配成邻苯二甲酸二甲酯的50%溶液使用,该溶液无色透明,不含悬浮物,使用时不需要搅拌。
9. 环氧树脂的固化原理
原理: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,把复合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。
一般认为它通过四种途径的反应而成为热固性产物。
(1)环氧基之间开环连接;
(2)环氧基与带有活性氢官能团的硬化剂反应而交联;
(3)环氧基与硬化剂中芳香的或脂肪的羟基的反应而交联;
(4)环氧基或羟基与硬化剂所带基团发生反应而交联。
(9)树脂固化机制扩展阅读:
对环氧树脂胶黏剂的分类在行业中还有以下几种分法:
1、按其主要组成 分为纯环氧树脂胶黏剂和改性环氧树脂胶黏剂;
2、按其专业用途 分为机械用环氧树脂胶黏剂、建筑用环氧树脂胶黏剂、电子环氧树脂胶黏剂、修补用环氧树脂胶黏剂以及交通用胶、船舶用胶等;
3、按其施工条件 分为常温固化型胶、低温固化型胶和其他固化型胶;
4、按其包装形态 可分为单组分型胶、双组分胶和多组分型胶等;
还有其他的分法,如无溶剂型胶、有溶剂型胶及水基型胶等。但以组分分类应用较多。
其它类型
(1)缩水甘油酯类环氧树脂 缩水甘油酯类环氧树脂和二酚基丙烷环氧化树脂比较,它具有粘度低,使用工艺性好;反应活性高;粘合力比通用环氧树脂高,固化物力学性能好;电绝缘性好;耐气候性好,并且具有良好的耐超低温性。
在超低温条件下,仍具有比其它类型环氧树脂高的粘结强度。有较好的表面光泽度,透光性、耐气候性好。
(2)缩水甘油胺类环氧树脂 国内外已利用缩水甘油胺环氧树脂优越的粘接性和耐热性,来制造碳纤维增强的复合材料(CFRP)用于飞机二次结构材料。
(3)脂环族环氧树脂 这类环氧树脂是由脂环族烯烃的双键经环氧化而制得的,前者环氧基都直接连接在脂环上,而后者的环氧基都是以环氧丙基醚连接在苯核或脂肪烃上。脂环族环氧树脂的固化物具有以下特点:
①较高的压缩与拉伸强度;
②长期暴置在高温条件下仍能保持良好的力学性能;
③耐电弧性、耐紫外光老化性能及耐气候性较好。
(4)脂肪族环氧树脂
10. 环氧树脂固化剂及其固化机理
环氧树脂是一种无定形黏稠液体,加热呈塑性,没有明显的熔点,受热变软,逐渐熔化而发黏回,不溶于水,本身不会硬答化,因此它几乎没有单独的使用价值,只有和固化剂反应生成三维网状结构的不溶不熔聚合物才有应用价值。当加入一定量固化剂后,就逐渐固化,形成性能各异的化学物质,因此,必须加入固化剂,组成配方树脂,并且在一定条件下进行固化反应,生成立体网状结构的产物,才会显现出各种优良的性能,成为具有真正使用价值的环氧材料。工程中常用胺类固化剂:乙二胺、二乙烯多胺、多乙烯多胺等。