[Composieten informatie] Classificatie, prestatiekenmerken en toepassingsanalyse van epoxyharskleefstoffen

Epoxyharskleefstoffen zijn geformuleerd met epoxyhars als hoofdbestanddeel. Er zijn epoxygroepen aan de uiteinden van de harsmacromoleculen, hydroxylgroepen en etherbindingen tussen de ketens, en tijdens het uithardingsproces zullen ernog steeds hydroxylgroepen en etherbindingen worden gegenereerd. De structuur bevat benzeenringen en heterocycli. Deze structuren bepalen dat epoxyharskleefstoffen uitstekende prestaties leveren. Epoxyharslijmen zijn een lijm met een lange gebruiksgeschiedenis en extreem brede toepassingen. Vanwege hun sterkte, diversiteit en uitstekende hechting op een verscheidenheid aan verlijmde oppervlakken worden epoxyharskleefstoffen algemeen erkend door gebruikers. Zij hebben deelgenomen aan de technologische revolutie in bepaalde industriële sectoren en deze versneld. Epoxyharsen kunnen worden gebruikt voor het verlijmen van metalen, glas, keramiek, veel kunststoffen, hout, beton en enkele andere oppervlakken.
Meer dan 10% van de in de Verenigde Staten geproduceerde epoxyharsen worden als lijm gebruikt. In het verleden bleef de modificatie van epoxyharsen door mensen beperkt tot rubber, zoals carboxyl-beëindigdenitrilrubber, hydroxyl-beëindigdenitrilrubber, polysulfiderubber, enz. De afgelopen jaren is de modificatie van epoxyhars voortdurend verdiept en veranderen de modificatiemethoden met de dag, zoals de interpenetrerendenetwerkmethode, chemische copolymerisatiemethode, enz., vooral vloeibaar kristal De hardingsmethode en de hardingsmethode metnanodeeltjes zijn de hotspots van onderzoek van de afgelopen jaren. Met de oprichting van het ontwikkelingsmodel van "schaal, hoge zuivering, verfijning, specialisatie, serialisatie en functionaliteit" verandert het modificatieonderzoek van epoxyhars elke dag die voorbijgaat, en het is het middelpunt van de aandacht in de industrie geworden. Het zal de verdere en uitgebreidere toepassing van epoxyhars in de economische bouw en in het leven van mensen bevorderen.
1. Epoxylijmen met uitstekende prestaties hebben een breed scala aan toepassingen
Lijmverbinding (binding, binding, binding, binding) verwijstnaar de technologie van het verbinden van de oppervlakken van homogene of heterogene objecten met lijmen, die de kenmerken heeft van spanningsverdeling, continu hechtend doek, lichtgewicht of afdichting, en lage procestemperatuur bij de meeste processen. Lijmverbindingen zijn bijzonder geschikt voor het verbinden van verschillende materialen, verschillende diktes, ultra-dunne specificaties en complexe componenten. Kleefstoffen ontwikkelen zich de afgelopen generaties het snelst, met een breed scala aan toepassingsindustrieën, en hebben een aanzienlijke impact op de vooruitgang van hoogwaardige-technische wetenschap en technologie en de verbetering van het dagelijks leven van mensen. Daarom is het erg belangrijk om verschillende soorten lijmen te onderzoeken, ontwikkelen en produceren.
Epoxyharslijm verwijstnaar een algemene term voor een verbinding die twee of meer epoxygroepen in een moleculaire structuur bevat en drie groepen kan vormen.-dimensionaal kruis-gekoppelde uithardingsverbinding onder geschikte chemische reagentia en omstandigheden.
Epoxyharskleefstoffen zijn vloeibare of vaste lijmen bestaande uit epoxyharsen, uithardingsmiddelen, weekmakers, versnellers, verdunningsmiddelen, vulstoffen, koppelmiddelen, vlamvertragers, stabilisatoren, enz. Onder hen zijn epoxyharsen, uithardingsmiddelen en hardingsmiddelen onmisbare componenten. en andere worden al danniet toegevoegd, afhankelijk van de behoeften. Het hechtingsproces van epoxylijmen is een complex fysisch en chemisch proces, inclusief stappen als infiltratie, hechting en uitharding, en genereert uiteindelijk een drietal-dimensionaal kruis-gekoppelde structuur van het uitgeharde product, die de aanhangende delen tot één geheel combineert.
Er zijn veel soorten epoxylijmen. Van alle soorten epoxyharsen is bisfenol A-epoxyhars de grootste en meest gebruikte variant. Afhankelijk van het molecuulgewicht kan het worden onderverdeeld in laag, gemiddeld, hoog en ultra-epoxyharsen met hoog molecuulgewicht (polyfenoloxideharsen). Harsen met laag molecuulgewicht kunnen worden uitgehard bij kamertemperatuur of hoge temperatuur, maar epoxyharsen met hoog molecuulgewicht moeten worden uitgehard bij hoge temperatuur en ultra-Polyfenolharsen met een hoog molecuulgewicht vereisen geen uithardingsmiddelen en kunnen bij hoge temperaturen taaie films vormen. Met de opeenvolgende voorstellen van verschillende lijmtheorieën en de in-Door de diepgaande vooruitgang van fundamenteel onderzoek, zoals lijmchemie, lijmreologie en lijmfalenmechanismen, zijn de prestaties, verscheidenheid en toepassing van lijmen met sprongen vooruitgegaan. Epoxyharsen en hun uithardingssystemen zijn ook een belangrijke klasse lijmen geworden met uitstekende prestaties, talrijke variëteiten en een breed aanpassingsvermogen dankzij hun unieke en uitstekende prestaties en de voortdurende opkomst vannieuwe epoxyharsen,nieuwe uithardingsmiddelen en additieven.
De laatste jaren hoog-sterkte en lichtgewicht vezels-In ultra worden geleidelijk versterkte composietmaterialen gebruikt-omgevingen met lage temperaturen en onderzoeknaar de ultra-De prestaties bij lage temperaturen van epoxyharsen zijn ook steeds beter geworden. Het onderzoek in mijn land heeft enige vooruitgang geboekt als matrixmateriaal voor samengestelde vloeibare waterstoftanks en als matrixmateriaal voor lijmen, impregneermaterialen en vezels-versterkte composietmaterialen op het gebied van supergeleiding. Zuivere epoxyhars heeft een hoog kruis-verbindingsdichtheid, en zelfs bij kamertemperatuur heeft het denadelen dat het bros is, een lage taaiheid heeft en een slechte slagvastheid heeft. Omdat het de harsmatrix van het composietmateriaal is, moet deze doorgaans bij een zeer hoge temperatuur worden uitgehard. Tijdens het afkoelprocesna het uitharden zal er thermische spanning ontstaan ​​in de harsmatrix als gevolg van krimp door hitte. Wanneer de temperatuur daalt van kamertemperatuurnaar ultra-lage temperatuur (onderstaand -150°C)zal de interne spanning die wordt gegenereerd door thermische krimp in de matrix groter zijn. Zodra de thermische spanning de sterkte van de hars zelf overschrijdt, zal dit de vernietiging van de harsmatrix veroorzaken. Daarom is het verbeteren van de taaiheid cruciaal voor het gebruik van epoxyhars bij ultra-lage temperaturen.
Momenteel is de belangrijkste methode om de ultra te verbeteren-lage temperatuurtaaiheid van epoxyhars is het gebruik van flexibele alifatische harsen, vloeibare rubbers en flexibele uithardingsmiddelen om epoxyharsen harder te maken. Omdat dergelijke materialen een lage glasovergangstemperatuur hebben en een groot vrij volume bij kamertemperatuur, wanneer de temperatuur daalt tot ultra-lage temperaturen zal het harssysteem een ​​grote thermische krimp veroorzaken, wat resulteert in grote thermische spanningen, wat de toepassing ervan bij ultra beperkt-lage temperaturen. Het mengen en modificeren van high-Hoogwaardige thermoplastische kunststoffen en epoxyharsen bij kamertemperatuur kunnen ervoor zorgen dat het mengsysteem de superieure eigenschappen van beide heeft, dat wil zeggen dat het, met behoud van de hoge modulus van thermohardende harsen, ook de hoge taaiheid van thermoplastische kunststoffen heeft.
De hechtingsprestaties (sterkte, hittebestendigheid, corrosieweerstand, ondoordringbaarheid, enz.) van lijmen hangtniet alleen af ​​van hun structuur en prestaties, evenals van de structuur en hechtingseigenschappen van het oppervlak van het hechtmiddel, maar ook van het voegontwerp, de voorbereiding van lijmen en hechtingsprocessen, en wordt ook beperkt door de omringende omgeving. Daarom is de toepassing van epoxylijmen een systematisch project. Om de beste resultaten te verkrijgen, moeten de prestaties van epoxylijmen worden aangepast aan de bovengenoemde factoren die de hechtingsprestaties beïnvloeden. Wanneer epoxylijmen met dezelfde formule worden gebruikt om voorwerpen met verschillende eigenschappen te verlijmen, of bij gebruik van verschillende hechtomstandigheden, of in verschillende gebruiksomgevingen, zullen hun prestaties heel verschillend zijn en moet er bij het aanbrengen ervan de volledige aandacht worden besteed.

Epoxylijmen bestaan ​​hoofdzakelijk uit twee delen: epoxyhars en verharder. Om bepaalde eigenschappen te verbeteren en aan verschillende toepassingen te voldoen, kunnen ook hulpstoffen zoals harders, verdunningsmiddelen, promotoren, koppelingsmiddelen enz. worden toegevoegd. Vanwege de hoge hechtsterkte en grote veelzijdigheid van epoxylijmen stonden ze ooit bekend als 'alles'-doellijm" en "sterke lijm". Ze worden veel gebruikt in de luchtvaart, ruimtevaart, auto's, machines, bouw, chemicaliën, lichte industrie, elektronica, elektrische apparaten en het dagelijks leven.
Met de steeds beter wordende wet- en regelgeving op het gebied van milieubescherming in mijn land en de verbetering van het eigen gezondheidsbewustzijn van mensen, worden milieuvriendelijke epoxylijmen van goede kwaliteit, zonder vervuiling en in overeenstemming met internationalenormen geleidelijk de reguliere producten van synthetische lijmen.
2. Moleculaire structuur en variëteitclassificatie van epoxylijmen
Epoxyhars Epoxyhars is een polymeerverbinding met twee of meer epoxygroepen in het molecuul en een relatief laag molecuulgewicht. 1. Classificatie Er zijn veel soorten en merken epoxyharsen, maar bisfenol A-glycidylether-epoxyhars wordt gewoonlijk bisfenol A-epoxyhars genoemd, wat het belangrijkste type is. Het is goed voor 90% van de totale productie van epoxyharsen. Bisfenol A epoxyhars Bisfenol A epoxyhars is ook bekend als algemene epoxyhars en standaard epoxyhars. Het heet E-type epoxyhars in China. Het wordt verkregen door polycondensatie van bisfenol (BPA of DPP) en epichloorhydrine (ECH) ondernatriumhydroxide: afhankelijk van de grondstofverhouding, de reactieomstandigheden en de toegepaste methode kunnen viskeuze vloeistoffen met een laag relatief molecuulgewicht en een vaste stof met een hoog relatief molecuulgewicht en een hoog verwekingspunt met verschillende polymerisatiegraden worden verkregen. Het gemiddelde relatieve molecuulgewicht is 300-7000. Het uiterlijk is een vrijwel kleurloze of lichtgele transparante stroperige vloeistof of een schilferige brosse vaste stof. Epoxyhars zelf is een thermoplastisch lineair polymeer. Bij verhittingneemt de viscositeit van de vloeibare hars af en wordt de vaste hars zacht of smelt. Oplosbaar in organische oplosmiddelen zoals aceton, methylethylketon, cyclohexanon, ethylacetaat, benzeen, tolueen, xyleen, watervrije ethanol, ethyleenglycol, enz. Gehydrogeneerde bisfenol A epoxyhars De chemischenaam van gehydrogeneerde bisfenol A epoxyhars is gehydrogeneerde bisfenol A diglycidyl ether, die wordt verkregen door condensatie van hexahydrobisfenol A, verkregen door hydrogenering van bisfenol A met epichloorhydrine onder de katalyse vannatriumhydroxide. Het is een epoxyhars met een zeer lage viscositeit, lange geltijd en goede weersbestendigheid.
De chemischenaam van bisfenol F-epoxyhars is bisfenol F-diglycidylether, ook wel DGEBF of BPF genoemd, een kleurloze of lichtgele transparante stroperige vloeistof die wordt verkregen door fenol en formaldehyde te laten reageren onder een zure katalysator om bisfenol F te genereren, en vervolgens te reageren met epichloorhydrine onder katalyse vannatriumhydroxide; de chemischenaam van bisfenol S-epoxyhars is bisfenol S-diglycidylglycyrrhizine-olie-ether, ook wel BPS of KGEBS genoemd, dat wordt verkregen door bisfenol S en epichloorhydrine onder de katalyse vannatriumhydroxide. Bisfenol S-epoxyhars heeft een hoge hittebestendigheid en de warmtevervormingstemperatuur is 60°C-70°C hoger dan die van bisfenol A-epoxyhars. Het uitgeharde product is stabiel en heeft een goede oplosmiddelbestendigheid. Bisfenol P epoxyhars wordt gesynthetiseerd uit 3-chloorpropyleen en fenol als de belangrijkste grondstoffen, en vervolgens polygecondenseerd met epichloorhydrine in aanwezigheid vannatriumhydroxide. Bisfenol P-epoxyhars heeft een hoge moleculaire ketenflexibiliteit, goede vloeibaarheid bij lage temperaturen, een lagere viscositeit dan bisfenol A-epoxyhars en een hogere druksterkte en slagvastheid dan bisfenol A-epoxyhars.
Novolac-epoxyharsen omvatten voornamelijk fenol-lineaire fenolester-epoxyharsen en o-cresol lineaire fenol-fenol-epoxyharsen, evenalsnovolac-epoxyharsen van het resorcinol-type. Bovendien behoort tetrafenolethaan-epoxyhars ook tot fenol-epoxyhars; fenolnovolac epoxyhars (EPN) is een lineaire fenolhars verkregen door condensatiereactie van fenol en formaldehyde in een zuur medium, en vervolgens gecondenseerd met een overmaat epichloorhydrine in aanwezigheid vannatriumhydroxide om een ​​lineaire bruine stroperige vloeistof of semi-vloeistof te verkrijgen-stevig; O-cresolnovolac epoxyhars is een lineaire o-cresol-fenolhars verkregen door condensatie van o-cresol en formaldehyde, en vervolgens gereageerd met epichloorhydrine in aanwezigheid vannatriumhydroxide, en verkregenna multi-stapsgewijze behandeling om een ​​gele tot amberkleurige vaste stof te verkrijgen; epoxyresorcinol-formaldehydehars heeft de chemischenaam resorcinol-formaldehyde-tetraglycidylether, een tetrafunctionele fenolhars die wordt verkregen door de reactie van resorcinol en formaldehyde met oxaalzuur als katalysator. Vervolgens wordt het polygecondenseerd met epichloorhydrine in aanwezigheid vannatriumhydroxide, waarbij een sinaasappel wordt verkregen-gele stroperige vloeistof; de chemischenaam van tetrafenolethaanepoxyhars is tetrafenolethaanglycidylether (PGEE), dat wordt verkregen door fenol te laten reageren met glyoxal in aanwezigheid van een zure katalysator om tetrafenolethaan te verkrijgen, en vervolgens te reageren met epichloorhydrine onder de katalyse vannatriumhydroxide;naftolfenol-epoxyhars (EEPN) wordt gesynthetiseerd door polycondensatie van a-naftol met formaldehyde-oplossing om lineaire fenolhars te produceren, en vervolgens te reageren met epichloorhydrine onder de katalyse vannatriumhydroxide; gefluoreerde epoxyhars heeft een dichte moleculaire structuur vanwege de introductie van fluoratomen en koolstof-fluoratomen zijnnauw gerangschikt rond de hoofdketen van de hars. Daarom zijn de oppervlaktespanning, wrijvingscoëfficiënt en brekingsindex erg laag en heeft het een uitstekende corrosieweerstand, slijtvastheid, hittebestendigheid, weerstand tegen vervuiling en duurzaamheid. Het is echter duur en kanniet voor algemene doeleinden worden gebruikt.
Polyurethaan epoxyhars, ook bekend als epoxy-urethaanhars, wordt gemaakt door polyester te laten reageren (of ether) polyol met epichloorhydrine in aanwezigheid van BF3 en NaOH om polyolglycidylether te genereren, die vervolgens wordt gepolycondenseerd met diisocyanaat; siliconen epoxyhars is een epoxide dat silicium in zijn moleculaire structuur bevat, dat polygecondenseerd is met polymethylfenylsiloxaan en epoxyhars. Tolueen is een oplossing, een lichtgele uniforme vloeistof; organische titaniumepoxyhars wordt verkregen door de hydroxylgroep in bisfenol A-epoxyhars te laten reageren metn-butyltitanaat. Omdat het metaalelement titanium in de hars wordt geïntroduceerd, lost ditniet alleen de problemen op van verhoogde waterabsorptie, verminderde vochtbestendigheid en elektrische eigenschappen veroorzaakt door de aanwezigheid van hydroxylgroepen, maar ook omdat de zuurstofatomen met P-elektronen in de hars direct verbonden met de titaniumatomen met D-elektronvacatures, resulterend in de P-D-conjugatie-effect in de macromoleculaire keten, wat de weerstand tegen veroudering door hitte aanzienlijk verbetert en betere diëlektrische eigenschappen heeft. Het uiterlijk is geel tot amberkleurig-viscositeit transparante vloeistof.
Met de voortdurende ontwikkeling van high-technologie en technologie. De afgelopen jaren is de modificatie van epoxyhars voortdurend verdiept en zijn methoden zoals een interpenetrerendnetwerk, chemische copolymerisatie en het harden vannanodeeltjes op grote schaal gebruikt. Er zijn steeds meer soorten high-prestatielijmen gemaakt van epoxyhars.
Er zijn veel soorten epoxyharskleefstoffen en de classificatiemethoden en classificatie-indicatoren zijnnogniet uniform. Meestal geclassificeerd volgens de volgende methoden. Classificatie op basis van de vorm van lijm: zoals oplosmiddel-gratis lijmen, (organisch) oplosmiddel-lijmen, water-gebaseerde lijmen (die in water kan worden verdeeld-emulsietype en water-oplosbare soort), pastalijmen, filmkleefstoffen (epoxy film)enz.
Classificatie volgens uithardingsomstandigheden: kouduithardende lijm (niet-warmte-uithardende lijm). Het is verdeeld in laag-temperatuuruithardende lijm, uithardingstemperatuur <15℃; room temperature curing adhesive, curing temperature 15~40℃; heat curing adhesive can be divided into: medium temperature curing adhesive, curing temperature about 80~120℃; high temperature curing adhesive, curing temperature >150℃; andere uithardende lijmen, zoals lichtuithardende lijmen,natoppervlak- en wateruithardende lijmen, latent uithardende lijmen, enz.
Classificatie op basis van hechtsterkte: Structurele lijmen hebben een hoge schuif- en treksterkte en moeten ook een hoge ongelijkmatige trekkracht hebben-waardoor de verlijmde verbindingen langdurig bestand zijn tegen belastingen zoals trillingen, vermoeidheid en stoten. Tegelijkertijd moet het ook een hoge hittebestendigheid en weersbestendigheid hebben; Structurele lijmen met secundaire spanning zijn bestand tegen gemiddelde belastingen, meestal met een schuifsterkte van 17-25Mpa en een ongelijkmatige trekkracht-uit sterkte van 20-50kN/M;niet-structurele lijmen, dat wil zeggen algemeen-lijmen voor doeleinden. De sterkte bij kamertemperatuur isnog steeds relatief hoog, maarnaarmate de temperatuur stijgt,neemt de hechtsterkte snel af. Het kan alleen worden gebruikt in delen met weinig spanning.
Indelingnaar gebruik: algemeen-doellijmen, speciale lijmen, zoals hoog-temperatuurbestendige lijmen (temperatuur gebruiken ≥150℃), laag-temperatuurbestendige lijmen (bestand tegen -50℃ of lagere temperaturen), spanningskleefstoffen (voor het plakken van rekstrookjes), geleidende lijmen, afdichtingsmiddelen (vacuümafdichting, mechanische afdichting), optische lijmen (kleurloos en transparant, lichtverouderingsbestendig, brekingsindex passend bij optische onderdelen), corrosie-resistente lijmen, structurele lijmen, enz. Het kan ook worden geclassificeerd op basis van het type verharder, zoals amine-uitgeharde epoxylijm, anhydride-uitgeharde lijm, enz. Het kan ook in tweeën worden verdeeld-componentenlijm en één-componentenlijm, pure epoxylijm en gemodificeerde epoxylijm.

3. Prestatiekenmerken van epoxylijmen
Over het algemeen bevat epoxyhars hydroxyl- en etherbindingen in de structuur, waardoor het zeer hechtend is. Door deze polaire groepen kunnen elektromagnetische krachten op aangrenzende grensvlakken worden gegenereerd. Tijdens het uithardingsproces, door de chemische reactie met het uithardingsmiddel, kunnen er verder ethergroepen en etherbindingen ontstaan. Het heeftniet alleen een hoge cohesie, maar produceert ook een sterke hechting. Daarom hebben epoxylijmen een sterke hechtkracht op veel materialen zoals metalen, kunststoffen, glas, hout, vezels, enz., algemeen bekend als "universele lijm".
De moleculen van epoxyhars zijn dicht bij elkaar geplaatst en stoffen met een laag molecuulgewicht worden tijdens het uithardingsprocesnietneergeslagen. Bovendien kan het worden geformuleerd tot oplosmiddel-vrije lijmen, dus de krimpsnelheid is over het algemeen laag. Als er geschikte vulstoffen worden gekozen, kan de krimpsnelheid tot 0,1 worden teruggebracht-0,2%.
Het bestaan ​​van stabiele benzeenringen en etherketens in de epoxyharsstructuur en de dichte structuurna uitharding bepalen dat epoxylijmen een sterke weerstand hebben tegen de effecten van atmosfeer, vocht, chemische media, bacteriën, enz., zodat ze in veel toepassingen kunnen worden gebruikt. ruwe omgevingen.
Epoxylijmen hebben een sterke hechtkracht en een hoge hechtsterkte; kleine krimp en stabiele afmetingen. Epoxyharskleefstoffen geven tijdens het uitharden vrijwel geen producten met een laag molecuulgewicht vrij. De lineaire uitzettingscoëfficiënt wordt minder beïnvloed door de temperatuur, waardoor de maatvastheid van de verbonden delen goed is; het uitgeharde product van epoxyharslijm heeft uitstekende elektrische isolatie-eigenschappen, de volumeweerstand is 1013~1016Ω.cm, en de diëlektrische sterkte is 30~50KV.Mm-1. De epoxyharsmoleculen bevatten etherbindingen en de moleculaire ketens zijnnauw gerangschikt, en het kruis-de verbindingsdichtheid is groot, dus het heeft een goede oplosmiddelbestendigheid, oliebestendigheid, zuurbestendigheid, alkalibestendigheid, waterbestendigheid en andere eigenschappen, vooral een sterke alkalibestendigheid; epoxyhars is goed compatibel met veel rubbers (elastomeren) en thermoplastische harsen, en zelfs chemische reacties komen voor; het heeft een goede dispergeerbaarheid met vulstoffen en kan de eigenschappen van epoxyharslijm in een breed bereik veranderen; het heeft een goede verwerkbaarheid, is gemakkelijk te gebruiken, heeft een lage toxiciteit en is minder schadelijk; de hars bevat veel benzeenringen en heterocycli, de moleculaire keten is minder flexibel en het kruis-gekoppelde structuurna uitharding isniet gemakkelijk te vervormen. De ongeharde epoxyharslijm heeft een slechte taaiheid, is relatief bros, heeft een zeer lage afpelsterkte en isniet bestand tegen schokken en trillingen.
Epoxyhars bevat een verscheidenheid aan polaire groepen en zeer actieve epoxygroepen, waardoor het een sterke hechting heeft op verschillende polaire materialen zoals metaal, glas, cement, hout, kunststof, vooral materialen met een hoge oppervlakteactiviteit. Tegelijkertijd is de cohesiesterkte van met epoxy uitgeharde producten ook erg groot, waardoor de hechtsterkte zeer hoog is. Wanneer epoxyhars wordt uitgehard, worden er in principe geen laagmoleculaire vluchtige stoffen geproduceerd. De volumekrimp van de lijmlaag is klein, ongeveer 1%naar 2%, een van de variëteiten met de kleinste uithardingskrimp onder thermohardende harsen. Na toevoeging van vulstoffen kan dit worden teruggebracht tot minder dan 0,2%. De lineaire uitzettingscoëfficiënt van met epoxy uitgeharde producten is ook erg klein. Daarom is de interne spanning klein en heeft deze weinig invloed op de hechtsterkte. Bovendien is de kruip van met epoxy uitgeharde producten klein, waardoor de maatvastheid van de lijmlaag goed is. Er zijn veel soorten epoxyharsen, verharders en modificatoren. Door een redelijk en ingenieus formuleontwerp kan de lijm de vereiste verwerkbaarheid hebben (zoals snelle uitharding, uitharding bij kamertemperatuur, uitharding bij lage temperatuur, uitharding in water, lage viscositeit, hoge viscositeit, enz.) en de vereiste prestaties (zoals weerstand tegen hoge temperaturen, weerstand tegen lage temperaturen, hoge sterkte, hoge flexibiliteit, verouderingsbestendigheid, elektrische geleidbaarheid, magnetische geleidbaarheid, thermische geleidbaarheid, enz.). Het heeft een goede compatibiliteit en reactiviteit met een verscheidenheid aan organische stoffen (monomeren, harsen, rubbers) en anorganische stoffen (zoals vulstoffen enz.)en is gemakkelijk te copolymeriseren, verknopen, mengen, vullen en andere modificaties om de prestaties van de lijmlaag te verbeteren. Het is bestand tegen corrosie door verschillende media, zoals zuren, logen, zouten en oplosmiddelen.
Afhankelijk van het gekozen type uithardingsmiddel kunnen epoxylijmen worden uitgehard bij kamertemperatuur, gemiddelde temperatuur of hoge temperatuur. Voor het uitharden is doorgaans slechts een contactdruk van 0,1 tot 0,5 MPanodig. De meeste epoxyharslijmen bevatten geen oplosmiddelen en zijn eenvoudig te verwerken. De constructieviscositeit van algemene epoxylijmen. De toepasselijke periode en uithardingssnelheid kunnen via de formule worden aangepast om aan verschillende eisen te voldoen. Dit maakt hetniet alleen gemakkelijk om de kwaliteit van de hechting te garanderen, maar vereenvoudigt ook het uithardingsproces en de apparatuur. Nadat de epoxyhars is uitgehard, kunnen goede elektrische isolatie-eigenschappen worden verkregen; de doorslagspanning is >35kV/mm, de volumeweerstand is >1015Ω.cm, de diëlektrische constante is 3 tot 4 (50 Hz)en de boogweerstand is 100 tot 140s. Door de samenstelling van epoxyharslijm te veranderen (verharder, verharder, vulstof, enz.)kan een reeks lijmformules met verschillende eigenschappen worden verkregen om aan verschillende behoeften te voldoen, en kunnen verschillende variëteiten met verschillende eigenschappen worden geproduceerd door het mengen met veel modificatoren. De algemene gebruikstemperatuur van bisfenol A epoxyhars varieert van -60 tot 175°C, soms tot 200°C voor een korte tijd. Als eennieuw type epoxyhars wordt gebruikt dat bestand is tegen hoge en lage temperaturen, kan de gebruikstemperatuur hoger of lager zijn en is de wateropname van epoxyhars laag.
Algemeen-epoxyharsen, verharders en additieven hebben vele herkomsten en grote opbrengsten, zijn gemakkelijk te bereiden, kunnen worden gecontacteerd-geperst en kan op grote schaal worden gebruikt. De belangrijkstenadelen van epoxylijmen: als het uitgeharde productniet uitgehard is, is het over het algemeen bros, met een slechte afpel-, barst- en slagvastheid; de hechting op materialen met lage polariteit (zoals polyethyleen, polypropyleen, enz.) is laag. Er moet eerst een oppervlakteactiveringsbehandeling worden uitgevoerd; sommige grondstoffen, zoals actieve verdunningsmiddelen en verharders, hebben een verschillende mate van toxiciteit en irritatie. Bij het ontwerpen van de formule moet deze zoveel mogelijk worden vermeden en moet de ventilatiebescherming tijdens de constructie worden versterkt.
Zoals uit het bovenstaande blijkt, heeft epoxyhars goede uitgebreide mechanische eigenschappen, metname hoge hechting, kleine krimp, goede stabiliteit en uitstekende elektrische isolatie-eigenschappen, die een materiële basis vormen voor lijmen, composietmatrix, poedercoatings en andere producten.
4. Vooruitgang in de toepassingstechnologie van epoxylijmen
Warmte-resistente epoxyharslijm is een lijm gemaakt van gemodificeerde epoxyhars, die met tussenpozen kan worden gebruikt bij 250°C, of ​​zelfs voor een lange tijd op 400°C, en voor een korte tijd op 460°C. De basishars van deze lijm introduceert doorgaans stijvere groepen of vergroot het kruis-verbindingsdichtheid van het uitgeharde product. Epoxyharsen met fluoreengroepen,naftaleenringen en multifunctionele epoxyharsen, of epoxyharskleefstoffen gemodificeerd met maleïmide en siliconen kunnen bijvoorbeeld voldoen aan de eisen van kortetermijntoepassingen.-termijn weerstand tegen hoge temperaturen en hoge sterkte bij 460°C. De afgelopen jaren zijn met de ontwikkeling van elektronische apparaten en de lucht- en ruimtevaartindustrie de vereisten voor hoge temperatuurbestendigheid en ablatiebestendigheid steeds hoger geworden. Wanneer een vliegtuig met hoge snelheid door de atmosfeer vliegt, kan de temperatuur soms duizenden graden bereiken als gevolg van aerodynamische verwarming, en zelfs de meeste hitte-resistente metalen materialen zullen worden gesmolten. Om het gewicht te verminderen, worden daarom doorgaans hittebestendige composietmaterialen gebruikt ter vervanging van metalen materialen. Zelfs in de elektronische en elektrische industrie, afdichtingsmiddelen die bestand zijn tegen hoge temperaturen van 350°C°C en zelfs vlam-resistente isolatielijmen die bestand zijn tegen 500-1000°C zijn voorgesteld. Het epoxy-uithardingsmiddel uit de F-serie, ontwikkeld door Aviation Corporation in mijn land, en de recent ontwikkelde epoxy-uithardingsmiddelen uit de B-, H- en HE-serie, kunnen de epoxyhars bestand maken tegen hoge temperaturen van 500°C.°C en hebben uitstekende vlamvertragende eigenschappen, ablatieweerstand en goede procesprestaties.
De gemodificeerde epoxyharskleefstof en bereidingsmethode overwinnen de tekortkomingen van broosheid en slechte temperatuurbestendigheid van algemene epoxykleefstoffen. Het belangrijkste technische kenmerk is dat het polyurethaanprepolymeer gemodificeerde epoxyhars is (onderdeel A) en het zelfgemaakte verhardingsmiddel (onderdeel B) zijn geformuleerd in een verhouding van 10:1 tot 1:1 (gewichtsverhouding) om een ​​hittebestendig, taai en zeer reactief uithardingssysteem te vormen. Het polyurethaanprepolymeer is een polysiloxaan-polyurethaanprepolymeer getermineerd met isocyanaatgroepen, dat wordt gemaakt door eindstandig hydroxylpolysiloxaan en diisocyanaat in een bepaalde verhouding onder bepaalde omstandigheden te laten reageren. Het polyurethaanprepolymeer wordt vervolgens gebruikt om de epoxyhars te modificeren. Het zelfgemaakte verhardingsmiddel bestaat uit diamine, imidazolverbinding, silaankoppelingsmiddel, anorganische vulstof en katalysator. Deze gemodificeerde epoxyharslijm kan worden uitgehard bij kamertemperatuur en kan lange tijd worden gebruikt bij 200 ℃, of uitgehard bij -5℃ met een temperatuurbestendigheid van 150℃; de hechtsterkte is 15-30 MPa; de T-pelsterkte is 35-65N/cm, en het heeft uitstekende oliebestendigheid, waterbestendigheid, zuurbestendigheid, alkalibestendigheid en weerstand tegen organische oplosmiddelen. Het kannatte oppervlakken, olieachtige oppervlakken, metalen, kunststoffen, keramiek, hard rubber, hout, enz. verlijmen.

Om de sterkte van epoxyhars te verbeteren, wordt de hars over het algemeen harder gemaakt door een tweede component toe te voegen om de taaiheid van epoxyhars te verbeteren. Volgens rapporten zijn er voornamelijk vloeibare verharding, verharding, elastische microsfeerverharding, thermotrope vloeibare kristallen (TLCP) verharding en polymeermenging, copolymerisatiemodificatie, enz.
Modificatie voor het versterken van vloeibaar rubber verwijst in het algemeennaar vloeibaarnitrilrubber, poly, enz. die eindstandige carboxyl-, amine-, hydroxyl-, thiol- en epoxygroepen bevatten, die mengbaar zijn met epoxyhars en tijdens het uithardingsprocesneerslaan om een ​​tweetal te vormen.-fasestructuur van het "eilandmodel". Door de interactie van actieve groepen worden chemische bindingen gevormd op het grensvlak van de twee fasen, die een versterkende rol spelen. De afgelopen jaren isnaast het gebruik van pre-gereageerde adducten van puur actief vloeibaar rubber, het is ontwikkeld tot de tweede generatie met behulp van hoge-functionele epoxyharsen en de derde generatie die metalloceenkatalysatoren gebruikt om blokcopolymeren te bereiden om epoxyprepolymeren te modificeren. Na een dergelijke modificatie wordtniet alleen de afpelsterkte verbeterd, maar worden ook de algehele mechanische en thermische eigenschappenniet significant verminderd.
Polyurethaan geharde epoxylijm wordt gevormd door polyurethaan en epoxyhars om semi te vormen-permeabelnetwerkpolymeer (SIPN) en interpenetrerendnetwerkpolymeer (IPN), dat een geforceerde mengbaarheid en synergetisch effect heeft, zodat het zeer elastische polyurethaan en de epoxyhars met goede hechting organisch worden gecombineerd en een goed versterkend effect wordt bereikt door complementariteit en versterking.
Enkel-component kamertemperatuur vocht-uithardende epoxylijm is een epoxylijm uitgehard met gemodificeerde ketimine als verharder. De kenmerken zijn dat het kan worden uitgehard onder vochtige en lage temperaturen, en dat het de temperatuurbestendigheid en corrosieweerstand van met epoxyhars uitgeharde producten kan verbeteren. Fenol-gemodificeerd ketimine-uithardingsmiddel, het wordt eerst gereageerd met formaldehyde en m-fenyleendiamine om fenolamine te vormen, en reageerde vervolgens met methylisobutylketon om fenol-gemodificeerde ketimine te vormen. Momenteel werkt China hard aan het bestuderen van de snelle uithardingstechnologie van snel uithardende epoxylijmen bij lage temperaturen en lage luchtvochtigheid. Momenteel de twee-component uithardende epoxylijm op kamertemperatuur, ontwikkeld in China, is bestand tegen temperaturen van 200°C-260℃, tot 275℃, en kan geleren in 2-6 minuten bij 25℃, volledig uitgehard in 3 minuten-8 uur, en de afpelsterkte van polyetherdiamine-uitharding kan 4 bereiken-5kN/M. Laag-temperatuur snel uithardende epoxylijm is gemaakt van bisfenol F epoxyhars. Het wordt gecombineerd met difenyldecylfosfiet, DMP-30, enz., en kan snel worden genezen -5℃. Het is ontwikkeld en toegepast op het gebied van de civiele techniek. Het wordt voornamelijk gebruikt voor het verlijmen van beton "integral engineering", gebouwreparatie, productreparatie en verlijming van bouwmaterialen. In de bouwtechniek kan het klinknagels, lassen en andere structurele verbindingsprocessen vervangen en wordt het gebruikt voor het verlijmen van verschillende marmeren en kunstmatige platen.
Hoog-sterkte composietmateriaal reparatietechnologie is de toekomstige trend van de ontwikkeling van externe anti-reparatietechnologie voor corrosielagen voor olie- en gaspijpleidingen. Het is een technologie die gebruik maakt van hoge-prestatieharsmatrix om versterkte materialen te verbinden om een ​​beschermende structuur te vormen, zodat het een hoge druk- en treksterkte en hechtkracht heeft. Tijdens de reparatieconstructie hoeft de pijpleidingniet te worden stilgelegd of de druk te worden verlaagd. Tegelijkertijd heeft het de voordelen van een eenvoudige en gemakkelijke bediening, gemakkelijke training van bouwpersoneel, goed versterkend effect en aanzienlijke economische voordelen. Reparatietechnologie voor composietmateriaal kan worden uitgevoerd-site kronkelende constructie en in-uitharding ter plaatse. Het bouwproces is open vuur, veilig en gemakkelijk. Ten derde is de sterkte van composietmaterialen versterkt met glasvezel, koolstofvezel of stof veel hoger dan die van gewoon staal, waardoor de efficiëntie van reparatie en versterking van composietmateriaal hoger is; composietmaterialen zijn ontwerpbaar en kunnen qua dikte, aantal lagen, vezelverdeling en andere aspecten worden afgestemd op basis van de mate van defectschade en spanningsomstandigheden, en de betrouwbaarheid van reparatie is hoog; de tussenlaagkleefstof van glasvezel- of koolstofvezelversterkte hars-gebaseerde composietmaterialen hebben een goede hechting aan het grensvlak, afdichting en uitstekende corrosieweerstand met metaal, wat secundaire corrosieschade tijdens de werking van de pijpleiding aanzienlijk kan verminderen. Bij de reparatietechnologie voor composietmaterialen heeft de keuze van de lijm een ​​cruciale invloed op de beschermende prestaties.
Wanneer polyurethaan wordt gebruikt om epoxyharskleefstof harder te maken, dringt het polyurethaanketensegment door in het epoxyharsketensegment om een ​​interpenetrerende polymeernetwerkstructuur te vormen (IPN) of een semi-interpenetrerende polymeernetwerkstructuur (SIPN). Omdat polyurethaan en epoxyhars verschillende oplosbaarheden hebben, vertonen IPN-materialen een verschillende mate van fasescheiding, maar door de onderlinge verstrengeling tussen denetwerken treedt er "geforceerde mengbaarheid" op, wat de compatibiliteit vergroot; en zodra het polymeer kruist-verbonden, fixeert het onderling verstrengeldenetwerk het fasegebied. Omdat de polyurethaandeeltjes in de continue epoxyharsfase worden gedispergeerd, wordt de taaiheid van het systeem vergroot, wordt de spanningsconcentratie van het gestolde materiaal verspreid en wordt de schuifsterkte vergroot. Naarmate de hoeveelheid toegevoegd polyurethaan toeneemt,neemt de schuifsterkte geleidelijk toe, maar wanneer het polyurethaangehalte hoger wordt dan 13,04%, de interpenetratiegraad van de interpenetrerende polymeernetwerkstructuur gevormd door polyurethaan/epoxyhars heeft de verzadiging bereikt. Als u de hoeveelheid polyurethaan verder vergroot, zal het interpenetrerende polymeernetwerk overmatige interpenetratie hebben, polyurethaan en epoxyhars zullen scheiden, er zullen scheuren ontstaan ​​​​en de compatibiliteit van polyurethaan en epoxyhars zal scherp afnemen. Daarom is de optimale hoeveelheid polyurethaan, in termen van schuifsterkte, 13,04%. De afpelsterkte houdt voornamelijk verband met de hechtingsprestaties en flexibiliteit van de epoxyharslijm. De veranderingswet van het interpenetrerende polymeernetwerkstructuursysteem gevormd door polyurethaan en epoxyhars laat zien dat met de toename van de toegevoegde hoeveelheid polyurethaan de flexibiliteit van het uitgeharde product eerst toeneemt en vervolgens afneemt, zodat de afpelsterkte van de epoxyharskleefstof zal toenemen. eerst toenemen en vervolgens afnemennaarmate de hoeveelheid toegevoegd polyurethaan toeneemt. Wanneer het polyurethaan 20 bereikt%begint de afpelsterkte af tenemennaarmate de hoeveelheid toegevoegd polyurethaan toeneemt. Daarom is de beste polyurethaandosering voor de afpelsterkte 20%.
Van de vele technologieën voor het versterken van epoxyhars is het versterkende effect van elastomeren, vertegenwoordigd door polyurethaan, het meest significant. Epoxyhars is echter een lineaire thermoplastische hars en zalniet vanzelf uitharden. Alleen door een verharder toe te voegen om het kruislings te maken-gekoppeld van een lineaire structuurnaar een gaas- of lichaamsstructuur kan het worden uitgehard. Daarom moet bij het gebruik van polyurethaan om epoxyhars harder te maken een uithardingsmiddel worden toegevoegd om ervoor te zorgen dat het voldoet aan de vereisten voor uithardingsprestaties tijdens de bouw. Epoxyhars bevat meerdere benzeenringen of heterocyclische ringen en de moleculaire keten isniet flexibel. De uitgeharde epoxyhars heeft een hoog kruis-verbindingsstructuur, dieniet gemakkelijk te vervormen is. Als gevolg hiervan hebben epoxyharskleefstoffen tekortkomingen zoals onvoldoende taaiheid, gemakkelijk bros scheuren, lage afpelsterkte en slechte slagvastheid, wat de toepassing ervan aanzienlijk beperkt. Daarom heeft de versterkingsmodificatie van epoxyhars een belangrijke praktische betekenis en toepassingsvooruitzichten voor de toepassing ervan bij pijpleidingreparatie.
In de praktijk zijn vaak lijmennodig die bij kamertemperatuur kunnen uitharden en die in omgevingen met hoge temperaturen kunnen worden gebruikt. Structurele lijmen die in de bouw worden gebruikt, moeten bijvoorbeeldniet alleen hoge temperaturen kunnen weerstaan ​​om de totale instorting van het gebouw bij brand te voorkomen, maar kunnen ookniet worden verwarmd en uitgehard vanwege het grote lijmoppervlak. Bij kamertemperatuur uithardende EP-lijmen kunnen echter over het algemeenniet worden gebruikt bij hoge temperaturen en hitte-Resistente EP-lijmen moeten vaak worden verwarmd om volledig uit te harden. De zo-Uitharding op kamertemperatuur genoemd, verwijst meestalnaar een uithardingsmethode die bij kamertemperatuur binnen enkele minuten of uren kan geleren (20-30°C)en volledig uitharden binnen 7 dagen, en bruikbare sterkte bereiken. Hoewel er enige vooruitgang is geboekt op het gebied van lijmen die bij kamertemperatuur uitharden en bij hoge temperaturen worden gebruikt, gaapt ernog steeds een aanzienlijke kloof tussen de behoeften en de toekomst. In de toekomst moeten we het onderzoeknaar het uithardingsmechanisme van EP-lijmen versterken, multifunctionele actieve uithardingsmiddelen ontwikkelen,nieuwe multifunctionele EP-matrixharsen synthetiseren,nieuwe modificatiemethoden ennieuwe vulstoffen voor EP-harsen verkennen, en onderzoek en ontwikkeling op het gebied van lijmen ontwikkelen in de richting van het behoud van hulpbronnen en milieuvriendelijkheid op basis van het verbeteren van de prestaties.
Bron van het artikel: Global Polyurethaan
Disclaimer: Artikelen gepubliceerd op het openbare WeChat-account van de China Composite Materials Society worden alleen gebruikt voor het uitwisselen en delen van expertise op het gebied van composietmaterialen en marktinformatie, en wordenniet voor commerciële doeleinden gebruikt. Als een persoon of organisatie twijfels heeft over het auteursrecht van het artikel of de authenticiteit ennauwkeurigheid van de inhoud ervan,neem dan zo snel mogelijk contact met ons op. Wij zullen het tijdig afhandelen.
Originele titel: "[Composieten informatie] Classificatie, prestatiekenmerken en toepassingsanalyse van epoxyharskleefstoffen"