環(huán)氧固化劑是與環(huán)氧樹脂發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成網(wǎng)狀立體聚合物,把復(fù)合材料骨材包絡(luò)在網(wǎng)狀體之中.促成固化反應(yīng)的物質(zhì)。環(huán)氧固化劑按化學(xué)結(jié)構(gòu)分為堿性環(huán)氧固化劑和酸性環(huán)氧固化劑,按固化機(jī)理分為加成型環(huán)氧固化劑和催化型環(huán)氧固化劑。
水性環(huán)氧的形態(tài) 樹脂通過不同的水性化途徑可形成三種水分散形態(tài):①水溶性;②膠束分散型;③乳液。 環(huán)氧樹脂自身為熱塑性的線型結(jié)構(gòu),受熱后固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài),高粘度變?yōu)榈驼扯?,只有與固化劑配合使用才具有實(shí)用價(jià)值 (純正的單組分水性環(huán)氧體系也需加入潛伏型固化劑)。因此水性環(huán)氧體系應(yīng)包含水性環(huán)氧樹脂和水性環(huán)氧固化劑,同樣,它們分別通過不同的水性化途徑可形成三種水分散形態(tài)。
有機(jī)酸酐固化劑特點(diǎn)和反應(yīng)機(jī)理
酸酐類固化劑優(yōu)點(diǎn):1.揮發(fā)性小,毒性低,對(duì)皮膚的刺激性??;2.對(duì)環(huán)氧樹脂的配合量大,與環(huán)氧樹脂混熔后粘度低,可以加入較多的填料以改性,有利于降低成本;3.使用期長(zhǎng),操作方便。缺點(diǎn)::1.由于固化反應(yīng)較慢,收縮率較??;2.所需的固化溫度相對(duì)比較高,3.不易改性;4.貯存時(shí)易吸濕生成游離酸造成不良影響(固化速度慢、固化物性能下降);5.固化產(chǎn)物的耐堿、耐溶劑性能相對(duì)要差一些。
這一類固化反應(yīng)以有無促進(jìn)劑的存在分成兩種形式
1、在無促進(jìn)劑存在時(shí),首先環(huán)氧樹脂中的羥基與酸酐反應(yīng),打開酸酐,然后進(jìn)行加成聚合反應(yīng),其順序如下:(1)羥基對(duì)酸酐反應(yīng),生成酯鍵和羧酸;(2)羧酸對(duì)環(huán)氧基加成,生成羥基;(3)生成的羥基與其他酐基繼續(xù)反應(yīng)。這個(gè)反應(yīng)過程反復(fù)進(jìn)行,生成體型聚合物。另外,在此種體系中,由于處于酸性狀態(tài),與上述反應(yīng)平行進(jìn)行的反應(yīng)是別的環(huán)氧基與羥基的反應(yīng),生成醚鍵。從上述機(jī)理中可以看出,固化物中含有醚鍵和酯鍵兩種結(jié)構(gòu),而且反應(yīng)速度受環(huán)氧基濃度、羥基濃度的支配。
2、在促進(jìn)劑存在的條件下,酸酐固化反應(yīng)用路易斯堿促進(jìn)。促進(jìn)劑(一般采用叔胺)對(duì)酸酐的進(jìn)攻引發(fā)反應(yīng)開始,其主要反應(yīng)有:(1)促進(jìn)劑進(jìn)攻酸酐,生成羧酸鹽陰離子;(2)羧酸鹽陰離子和環(huán)氧基反應(yīng),生成氧陰離子;(3)氧陰離子與別的酸酐進(jìn)行反應(yīng),再次生成羧酸鹽陰離子。這樣,酸酐與環(huán)氧基交互反應(yīng),逐步進(jìn)行加成聚合。在促進(jìn)劑路易斯堿存在的條件下,生成的鍵全是酯鍵,未發(fā)現(xiàn)如同無促進(jìn)劑存在時(shí)所生成的醚鍵。在促進(jìn)劑存在時(shí),環(huán)氧樹脂的固化速度也受體系內(nèi)羥基濃度的支配。因此,添加促進(jìn)劑對(duì)液態(tài)環(huán)氧樹脂非常有效,120~150℃即能完成固化反應(yīng)。但對(duì)于固態(tài)環(huán)氧樹脂,則要充分注意適用期非常短的問題。在促進(jìn)劑不存在時(shí),從理論上講,應(yīng)當(dāng)一個(gè)環(huán)氧基對(duì)一個(gè)酸酐,而實(shí)際上僅用化學(xué)理論量的80%~90%就足夠了。在促進(jìn)劑存在時(shí),酸酐用量為化學(xué)理論量
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