树脂固化原理
❶ 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。
(1)树脂固化原理扩展阅读
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。
❷ 环氧树脂的合成原理和固化原理
环氧抄树脂种类别双酚A型例袭:
双酚A型环氧树脂固化原理
环氧树脂结构羟基(〉CH-OH)、醚基(-O-)极泼环氧基存羟基醚基高度极性使环氧与相邻界面产较强间作用力环氧基团则与介质表面(特别金属表面)游离键起反应形化键环氧树脂具高黏合力用途广商业称作万能胶外环氧树脂做涂料、浇铸、浸渍及模具等用途环氧树脂未固化前呈热塑性线型结构使用必须加入固化剂固化剂与环氧树脂环氧基等反应变网状结构
溶且熔热固性品环氧树脂固化前相质量都高通固化才能形体形高环氧树脂固化要借助固化剂固化剂种类主要元胺元酸都含波氢原其用液态元胺类二亚乙基三胺三乙胺等环氧树脂室温固化需要加些促进剂(元硫醇)已达快速固化效
固化剂选择与环氧树脂固化温度关通温度固化般用元胺元硫胺等较高温度固化般选用酸酐元酸固化剂同固化剂其交联反应同
合原理
双酚A型环氧树脂由双酚A环氧氯丙烷碱性催化剂(通用NaOH)作用缩聚
合
(1)液态双酚A型环氧树脂合归纳起致两种:步二步步加碱二加碱二步间歇连续
(2)固态双酚A型环氧树脂合体两种:步二步步水洗、溶剂萃取溶剂二步本体聚合催化聚合
❸ 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。
❹ 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。
❺ 环氧树脂的合成原理和固化原理
环氧树脂有多种类别,以双酚A型为例:
双酚A型环氧树脂的固化原理
在环氧树脂的结构中有羟基(〉CH—OH)、醚基(—O—)和极为活泼的环氧基存在,羟基和醚基有高度的极性,使环氧分子与相邻界面产生了较强的分子间作用力,而环氧基团则与介质表面(特别是金属表面)的游离键起反应,形成化学键。因而,环氧树脂具有很高的黏合力,用途很广,商业上被称作“万能胶“。此外,环氧树脂还可做涂料、浇铸、浸渍及模具等用途。但是,环氧树脂在未固化前是呈热塑性的线型结构,使用时必须加入固化剂,固化剂与环氧树脂的环氧基等反应,变成网状结构的大分子
,成为不溶且不熔的热固性成品。环氧树脂在固化前相对分子质量都不高,只有通过固化才能形成体形高分子。环氧树脂的固化要借助固化剂,固化剂的种类很多,主要有多元胺和多元酸,他们的分子中都含有活波氢原子,其中用得最多的是液态多元胺类,如二亚乙基三胺和三乙胺等。环氧树脂在室温下固化时,还常常需要加些促进剂(如多元硫醇),已达到快速固化的效果。
固化剂的选择与环氧树脂的固化温度有关,在通常温度下固化一般用多元胺和多元硫胺等,而在较高温度下固化一般选用酸酐和多元酸为固化剂。不同的固化剂,其交联反应也不同。
合成原理
双酚A型环氧树脂是由双酚A和环氧氯丙烷在碱性催化剂(通常用NaOH)作用下缩聚而成。
合成方法
(1)液态双酚A型环氧树脂的合成方法归纳起来大致有两种:一步法和二步法。一步法又可分为一次加碱法和二次加碱法。二步法又可分为间歇法和连续法。
(2)固态双酚A型环氧树脂的合成方法大体上也可分为两种:一步法和二步法。一步法又可分为水洗法、溶剂萃取法和溶剂法。二步法又可分为本体聚合法和催化聚合法。
❻ 环氧树脂的合成原理和固化原理
环氧树脂有多种类别,以双酚型为例:
双酚A型环氧树脂的固化原理
在环氧树脂的结构中有羟基(〉CH—OH)、醚基(—O—)和极为活泼的环氧基存在,羟基和醚基有高度的极性,使环氧分子与相邻界面产生了较强的分子间作用力,而环氧基团则与介质表面(特别是金属表面)的游离键起反应,形成化学键。因而,环氧树脂具有很高的黏合力,用途很广,商业上被称作“万能胶“。此外,环氧树脂还可做涂料、浇铸、浸渍及模具等用途。但是,环氧树脂在未固化前是呈热塑性的线型结构,使用时必须加入固化剂,固化剂与环氧树脂的环氧基等反应,变成网状结构的大分子
,成为不溶且不熔的热固性成品。环氧树脂在固化前相对分子质量都不高,只有通过固化才能形成体形高分子。环氧树脂的固化要借助固化剂,固化剂的种类很多,主要有多元胺和多元酸,他们的分子中都含有活波氢原子,其中用得最多的是液态多元胺类,如二亚乙基三胺和三乙胺等。环氧树脂在室温下固化时,还常常需要加些促进剂(如多元硫醇),已达到快速固化的效果。
固化剂的选择与环氧树脂的固化温度有关,在通常温度下固化一般用多元胺和多元硫胺等,而在较高温度下固化一般选用酸酐和多元酸为固化剂。不同的固化剂,其交联反应也不同。
合成原理
双酚A型环氧树脂是由双酚A和环氧氯丙烷在碱性催化剂(通常用NaOH)作用下缩聚而成。
合成方法
(1)液态双酚A型环氧树脂的合成方法归纳起来大致有两种:一步法和二步法。一步法又可分为一次加碱法和二次加碱法。二步法又可分为间歇法和连续法。
(2)固态双酚A型环氧树脂的合成方法大体上也可分为两种:一步法和二步法。一步法又可分为水洗法、溶剂萃取法和溶剂法。二步法又可分为本体聚合法和催化聚合法。
❼ 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。
❽ 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。
❾ 环氧树脂的固化原理
环氧树脂硬化反应的原理,目前尚不完善,根据所用硬化剂的不同,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。
不同种类的硬化剂,在硬化过程中其作用也不同。有的硬化剂在硬化过程中,不参加到本分子中去,仅起催化作用,如无机物。具有单反应基团的胺、醇、酚等,这种硬化剂,叫催化剂。多数硬化剂,在硬化过程中参与大分子之间的反应,构成硬化树脂的一部分,如含多反应基团的多元胺、多元醇、多元酸酐等化合物。
1、胺类硬化剂
胺类硬化剂—般使用比较普遍,其硬化速度快,而且黏度也低,使用方便,但产品耐热性不高,介电性能差,并且硬化剂本身的毒性较大,易升华。胺类硬化剂包括;脂肪族胺类、芳香族胺类和胺的衍生物等。胺本身可以看作是氮的烷基取代物,氨分子(NH3)中三个氢可逐步地被烷基取代,生成三种不同的胺。即:伯胺(RNH2)、仲胺(R2NH))和叔胺(R3N)。
由于胺的种类不同,其硬化作用也不同:
(1)伯胺和仲胺的作用
含有活泼氢原子的伯胺及仲胺与环氧树脂中的环氧基作用。使环氧基开环生成羟基,生成的羟基再与环氧基起醚化反应,最后生成网状或体型聚合物。
(2)叔胺的作用与伯胺、仲胺不同,它只进行催化开环,环氧树脂的环氧基被叔胺开环变成阴离子,这个阴离子又能打开一个新的环氧基环,继续反应下去,最后生成网状或体型结构的大分子。
2、酸酐类硬化剂
酸酐是由羧酸(分子结构中含有羧基—COOH)与脱水剂一起加热时,两个羧基除去一个水分子而生成的化合物。
酸酐类硬化剂硬化反应速度较缓慢,硬化过程中放热少,使用寿命长,毒性较小,硬化后树脂的性能(如力学强度、耐磨性、耐热性及电性能等)均较好。但由于硬化后含有酯键,容易受碱的侵蚀并且有吸水性,另外除少数在室温下是液体外。绝大多数是易升华的固体,而且一般要加热固化。
酸酐和环氧树脂的硬化机理,至今尚未完全阐明,比较公认的说法如下:
酸酐先与环氧树脂中的羟基起反应而生成单酯,第二步由单酯中的羟基和环氧树脂的环氧基起开环反应而生成双酯,第三步再由其中的羟基对环氧基起开环作用,生成醚基,所以可得到既含醚键,又含有酯基的不溶不熔的体型结构。
除了上述反应之外,第一步生成的单酸中的羧基也可能与环氧树脂分子上的羟基起酯化反应,生成双酯。但这不是主要的反应。
3、树脂类硬化剂
含有硬化基团的一NH一,一CH2OH,一SH,一COOH,一OH等的线型合成树脂低聚物,也可作为环氧树脂的硬化剂。如低分子聚酰胺.酚醛树脂,苯胺甲醛树脂,三聚氰胺甲醛树脂,糠醛树脂,硫树脂,聚酯等。它们分别能对环氧树脂硬化物的耐热性,耐化学性,抗冲击性,介电性,耐水性起到改善作用。常用的是低分子聚酰胺和酚醛树脂。
(1)低分子聚酰胺不同于尼龙型的聚酰胺。它是亚油酸二聚体或是桐油酸二聚体与脂肪族多元胺,如乙二胺、二乙烯三胺反应生成的一种琥珀色粘稠状树脂。由于原材料的性质,反应组分的配比和反应条件不同,低分子聚酰胺的性质差别很大。它们的分子量在500~9000之间,有熔点很高,胺值很低的固态树脂,也有胺值为300的液态树脂。其中胺值是低分子聚酰胺活性的描述,胺值高的活性大,与环氧树脂反应速度快,但可使用期短,胺值低的活性小,与环氧树脂反应速度慢,但可使用期长,表1列举了几种低分子聚酰胺的牌号及性能。
❿ 三聚氰胺树脂的固化机理是什么
应该就是化学课