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固化剂对环氧树脂的固化行为和固化物性能的影响

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-6-30 15:51:32
本文介绍固化剂对环氧树脂的固化行为和固化物性能的影响

固化剂对环氧树脂的固化行为和固化物性能的影响研究中发现,固化剂结构具有重要影响。本文研究了聚醚胺(D-230)、异佛尔酮二胺(IPDA)和3,3c-二甲基-4,4c-二氨基-二环己基甲烷(DMDC)3种胺类固化剂与实验室自制的低黏度环氧树脂A进行固化反应。

通过黏度分析、红外(FTIR)光谱分析、DSC分析等手段研究了环氧树脂与固化剂反应程度随固化时间和固化温度的变化规律,采用万能材料试验机研究了固化温度对固化物拉伸强度、断裂伸长率的影响。

固化剂对环氧树脂的固化行为和固化物性能的影响实验结果表明,3种树脂/固化剂体系的固化反应活化能分别为5916、5019、5419kJ#mol-1;与脂肪族固化剂D-230相比,脂环族固化剂IPDA和DMDC具有反应活性高,同样固化条件下固化产物的固化程度高、强度高和断裂伸长率高的特点,并且双环结构的DMDC具有更高的韧性。

环氧树脂胶黏剂有万能胶之称,具有优异的综合性能,引起了广大研究者和应用者的广泛兴趣。其中环氧树脂固化剂的种类和结构很大程度上决定着胶黏剂的固化行为、强度和韧性。

直链结构型的聚醚胺(如D-230、D2000)具有柔性链段,链段构象多,赋予环氧树脂固化物一定的柔韧性和冲击强度,但同时会降低固化物拉伸强度;芳香族胺类固化剂(如DDS、DDM)具有刚性苯环结构,使环氧树脂固化物的力学性能大大提高,但是固化物的柔韧性差、较脆,表现为固化物的冲击强度低。

因此,环氧树脂体系的强度和韧性常常是相互矛盾的,这也是该领域的一个难点和热点问题。脂环族胺类固化剂(如异佛尔酮二胺,IPDA)具有饱和六元环结构,它具有与聚醚胺结构类似的特点)))空间构象多、柔顺性好,同时又具有与芳香胺结构类似的特点)))环状结构的刚性和强度,通过结构设计有望结合强度和韧性于一身。



二乙基甲苯二胺(DETDA)

本产品产量:60吨/月

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价格报价有效期:15天

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目前,关于脂环族胺固化剂的基础结构与性能的研究报道较少,如脂环胺结构与固化行为、力学性能关系的报道至今没有发现。

本研究对单脂环胺、双脂环胺固化剂对环氧树脂的固化行为、固化物强度、断裂伸长率等的影响进行详细研究,并与线形聚醚胺固化剂进行比较,获得该类固化剂结构对固化行为和性能的影响规律,为固化剂的结构设计提供基础理论依据。

实验原料:环氧树脂体系A,实验室制备,环氧值为0160,淡黄色至黄色透明液体,黏度为79514mPa#s(25e);聚醚胺D-230,工业级,胺值为315mgKOH#g-1,黏度为914mPa#s(25e);异佛尔酮二胺(IPDA),化学名称为3-胺甲基三甲基环己胺,相对分子质量为17013,胺值为659mgKOH#g-1,黏度为18mPa#s(25e);3,3c-二甲基-4,4c-二氨基-二环己基甲烷(DMDC),相对分子质量为238141,胺值为470mgKOH#g-1,黏度为120mPa#s(25e)。

实验分析仪器:Visco88平板/锥板黏度仪;电热恒温鼓风干燥机DHG-9070A;真空干燥箱DZF-6020;万能试验机Instron1185。差示扫描量热分析仪(DSC);红外(FTIR)测试仪nexusFT-IR670型光谱仪;电子扫面显微镜JSM-5610LV。

分析方法及条件:黏度分析:采用Visco88平板/锥板黏度仪,测试固化剂与树脂混合后在不同温度条件下的黏度。

红外光谱分析:将不同条件下固化的固化物研成粉末,采用压片法进行红外光谱分析,计算环氧指数(S1/S2,S1为FTIR谱图中环氧峰915cm-1的面积,S2为环氧树脂FTIR中1580~1610cm-1之间苯环特征峰的面积)。

差示扫描量热分析(DSC):分析树脂/固化物体系固化行为和固化物的玻璃化转变温度,在室温至300e扫描,升温速率为5~20e#min-1,液氮为冷却介质。拉伸测试:参照GB/T2568)1995进行,常温测试,跨度为50mm,实验速度为2mm#min-1。

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