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特性
環(huán)氧樹(shù)脂軟化劑應(yīng)用特性
1、 形式多樣。各種樹(shù)脂、固化劑、改性劑體系幾乎可以適應(yīng)各種應(yīng)用對(duì)形式提出的要求,其范圍可以從極低的粘度到高熔點(diǎn)固體。
2、 固化方便。選用各種不同的固化劑,環(huán)氧樹(shù)脂體系幾乎可以在0~180℃溫度范圍內(nèi)固化。
3、 粘附力強(qiáng)。環(huán)氧樹(shù)脂分子鏈中固有的極性羥基和醚鍵的存在,使其對(duì)各種物質(zhì)具有很高的粘附力。環(huán)氧樹(shù)脂固化時(shí)的收縮性低,產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力小,這也有助于提高粘附強(qiáng)度。
4、 收縮性低。環(huán)氧樹(shù)脂和所用的固化劑的反應(yīng)是通過(guò)直接加成反應(yīng)或樹(shù)脂分子中環(huán)氧基的開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)來(lái)進(jìn)行的,沒(méi)有水或其它揮發(fā)性副產(chǎn)物放出。它們和不飽和聚酯樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂相比,在固化過(guò)程中顯示出很低的收縮性(小于2%)。
5、 力學(xué)性能。固化后的環(huán)氧樹(shù)脂體系具有優(yōu)良的力學(xué)性能。
6、 電性能。固化后的環(huán)氧樹(shù)脂體系是一種具有高介電性能、耐表面漏電、耐電弧的優(yōu)良絕緣材料。
7、 化學(xué)穩(wěn)定性。通常,固化后的環(huán)氧樹(shù)脂體系具有優(yōu)良的耐堿性、耐酸性和耐溶劑性。像固化環(huán)氧體系的其它性能一樣,化學(xué)穩(wěn)定性也取決于所選用的樹(shù)脂和固化劑。適當(dāng)?shù)剡x用環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑,可以使其具有特殊的化學(xué)穩(wěn)定性能。
8、 尺寸穩(wěn)定性。上述的許多性能的綜合,使環(huán)氧樹(shù)脂體系具有突出的尺寸穩(wěn)定性和耐久性。
9、 耐霉菌。固化的環(huán)氧樹(shù)脂體系耐大多數(shù)霉菌,可以在苛刻的熱帶條件下使用。
類(lèi)型分類(lèi)
根據(jù)分子結(jié)構(gòu),環(huán)氧樹(shù)脂大體上可分為五大類(lèi):
1、 縮水甘油醚類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂
2、 縮水甘油酯類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂
3、 縮水甘油胺類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂
4、 線型脂肪族類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂
5、 脂環(huán)族類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂
復(fù)合材料工業(yè)上使用量最大的環(huán)氧樹(shù)脂品種是上述第一類(lèi)縮水甘油醚類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂,而其中又以二酚基丙烷型環(huán)氧樹(shù)脂(簡(jiǎn)稱(chēng)雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂)為主。其次是縮水甘油胺類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂。
1、 縮水甘油醚類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂
縮水甘油醚類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂是由含活潑氫的酚類(lèi)或醇類(lèi)與環(huán)氧氯丙烷縮聚而成的。
(1)二酚基丙烷型環(huán)氧樹(shù)脂
二酚基丙烷型環(huán)氧樹(shù)脂是由二酚基丙烷與環(huán)氧氯丙烷縮聚而成。
工業(yè)上作為樹(shù)脂的控制指標(biāo)如下
:
①環(huán)氧值。環(huán)氧值是鑒別環(huán)氧樹(shù)脂性質(zhì)的最主要的指標(biāo),工業(yè)環(huán)氧樹(shù)脂型號(hào)就是按環(huán)氧值不同來(lái)區(qū)分的。環(huán)氧值是指每100g樹(shù)脂中所含環(huán)氧基的物質(zhì)的量數(shù)。環(huán)氧值的倒數(shù)乘以100就稱(chēng)之為環(huán)氧當(dāng)量。環(huán)氧當(dāng)量的含義是:含有1mol環(huán)氧基的環(huán)氧樹(shù)脂的克數(shù)。
②無(wú)機(jī)氯含量。樹(shù)脂中的氯離子能與胺類(lèi)固化劑起絡(luò)合作用而影響樹(shù)脂的固化,同時(shí)也影響固化樹(shù)脂的電性能,因此氯含量也環(huán)氧樹(shù)脂的一項(xiàng)重要指標(biāo)。
③有機(jī)氯含量。樹(shù)脂中的有機(jī)氯含量標(biāo)志著分子中未起閉環(huán)反應(yīng)的那部分氯醇基團(tuán)的含量,它含量應(yīng)盡可能地降低,否則也要影響樹(shù)脂的固化及固化物的性能。
④揮發(fā)分。
⑤粘度或軟化點(diǎn)。
(2)酚醛多環(huán)氧樹(shù)脂 酚醛多環(huán)氧樹(shù)脂包括有苯酚甲醛型、鄰甲酚甲醛型多環(huán)氧樹(shù)脂,它與二酚基丙烷型環(huán)氧樹(shù)脂相比,在線型分子中含有兩個(gè)以上的環(huán)氧基,因此固化后產(chǎn)物的交聯(lián)密度大,具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能、電絕緣性、耐水性和耐腐蝕性。它們是由線型酚醛樹(shù)脂與環(huán)氧氯丙烷縮聚而成的。
(3)其它多羥基酚類(lèi)縮水甘油醚型環(huán)氧樹(shù)脂 這類(lèi)樹(shù)脂中具有實(shí)用性的代表有:間苯二酚型環(huán)氧樹(shù)脂、間苯二酚-甲醛型環(huán)氧樹(shù)脂、四酚基乙烷型環(huán)氧樹(shù)脂和三羥苯基甲烷型環(huán)氧樹(shù)脂,這些多官能縮水甘油醚樹(shù)脂固化后具有高的熱變形溫度和剛性,可單獨(dú)或者與通用E型樹(shù)脂共混,供作高性能復(fù)合材料(ACM)、印刷線路板等基體材料。
(4)脂族多元醇縮水甘油醚型環(huán)氧樹(shù)脂 脂族多元醇縮水甘油醚分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的環(huán)氧基,這類(lèi)樹(shù)脂絕大多數(shù)粘度很低;大多數(shù)是長(zhǎng)鏈線型分子,因此富有柔韌性。
2、其它類(lèi)型環(huán)氧樹(shù)脂
(1)縮水甘油酯類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂 縮水甘油酯類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂和二酚基丙烷環(huán)氧化樹(shù)脂比較,它具有粘度低,使用工藝性好;反應(yīng)活性高;粘合力比通用環(huán)氧樹(shù)脂高,固化物力學(xué)性能好;電絕緣性好;耐氣候性好,并且具有良好的耐超低溫性,在超低溫條件下,仍具有比其它類(lèi)型環(huán)氧樹(shù)脂高的粘結(jié)強(qiáng)度。有較好的表面光澤度,透光性、耐氣候性好。
(2)縮水甘油胺類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂 這類(lèi)樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)是多官能度、環(huán)氧當(dāng)量高,交聯(lián)密度大,耐熱性顯著提高。上前國(guó)內(nèi)外已利用縮水甘油胺環(huán)氧樹(shù)脂優(yōu)越的粘接性和耐熱性,來(lái)制造碳纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料(CFRP)用于飛機(jī)二次結(jié)構(gòu)材料。
(3)脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂 這類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂是由脂環(huán)族烯烴的雙鍵經(jīng)環(huán)氧化而制得的,它們的分子結(jié)構(gòu)和二酚基丙烷型環(huán)氧樹(shù)脂及其它環(huán)氧樹(shù)脂有很大差異,前者環(huán)氧基都直接連接在脂環(huán)上,而后者的環(huán)氧基都是以環(huán)氧丙基醚連接在苯核或脂肪烴上。脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂的固化物具有以下特點(diǎn):①較高的壓縮與拉伸強(qiáng)度;②長(zhǎng)期暴置在高溫條件下仍能保持良好的力學(xué)性能;③耐電弧性、耐紫外光老化性能及耐氣候性較好。
(4)脂肪族環(huán)氧樹(shù)脂 這類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂分子結(jié)構(gòu)里不僅無(wú)苯核,也無(wú)脂環(huán)結(jié)構(gòu)。僅有脂肪鏈,環(huán)氧基與脂肪鏈相連。環(huán)氧化聚丁二烯樹(shù)脂固化后的強(qiáng)度、韌性、粘接性、耐正負(fù)溫度性能都良好。
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