[Informacje o kompozytach] Klasyfikacja, właściwości użytkowe i analiza zastosowań klejówna bazie żywicy epoksydowej

Klejena bazie żywicy epoksydowej składają się z żywicy epoksydowej jako głównego składnika. Na końcach makrocząsteczek żywicy znajdują się grupy epoksydowe, grupy hydroksylowe i wiązania eterowe pomiędzy łańcuchami, a grupy hydroksylowe i wiązania eterowe będąnadal generowane podczas procesu utwardzania. Struktura zawiera pierścienie benzenowe i heterocykle. Struktury te decydują o doskonałej wydajności klejówna bazie żywicy epoksydowej. Klejena bazie żywicy epoksydowej to kleje o długiej historii stosowania iniezwykle szerokim zastosowaniu. Ze względuna swoją wytrzymałość, różnorodność i doskonałą przyczepność do różnorodnych klejonych powierzchni, klejena bazie żywicy epoksydowej cieszą się szerokim uznaniem użytkowników. Brały udział w rewolucji technologicznej wniektórych sektorach przemysłu i ją przyspieszały. Żywice epoksydowe można stosować do łączenia metali, szkła, ceramiki, wielu tworzyw sztucznych, drewna, betonu iniektórych innych powierzchni.
Więcejniż 10% żywic epoksydowych produkowanych w Stanach Zjednoczonych wykorzystuje się jako kleje. W przeszłości modyfikacja żywic epoksydowych przez ludzi ograniczała się do gumy, takiej jak karboksyl-zakończony kauczukiemnitrylowym, hydroksylowym-zakończony kauczukiemnitrylowym, kauczukiem polisiarczkowym itp. W ostatnich latach modyfikacja żywicy epoksydowej jest stale pogłębiana, a metody modyfikacji zmieniają się z każdym dniem, takie jak metoda sieci przenikających, metoda kopolimeryzacji chemicznej itp., zwłaszcza ciekły kryształ Metoda hartowania i metoda hartowaniananocząsteczkami to gorące punkty badań w ostatnich latach. Wraz z ustanowieniem modelu rozwoju „skali, wysokiego oczyszczania, udoskonalenia, specjalizacji, serializacji i funkcjonalizacji”, badanianad modyfikacją żywicy epoksydowej zmieniają się z każdym dniem i stały się przedmiotem uwagi w branży. Będzie promować dalsze i szersze zastosowanie żywicy epoksydowej w budownictwie gospodarczym i życiu ludzi.
1. Kleje epoksydowe o doskonałych parametrach mają szerokie zastosowanie
Klejenie (łączenie, łączenie, wiązanie, łączenie) odnosi się do technologii łączenia powierzchni przedmiotów jednorodnych lubniejednorodnych za pomocą klejów, która charakteryzuje się rozkłademnaprężeń, ciągłą tkaniną klejącą, lekkością lub szczelnością orazniską temperaturą procesu w większości procesów. Klejenienadaje się szczególnie do łączenia różnych materiałów, różnych grubości, ultra-cienkie specyfikacje i złożone komponenty. Kleje rozwijają sięnajszybciej w ostatnich generacjach, mają szerokie spektrum zastosowań i mają istotny wpływna postęp wysokiej-nauka i technologia oraz poprawa codziennego życia ludzi. Dlatego bardzo ważne jest badanie, rozwój i produkcja różnego rodzaju klejów.
Klejna bazie żywicy epoksydowej to ogólny termin określający związek zawierający dwie lub więcej grup epoksydowych w strukturze molekularnej i mogący tworzyć trzy-krzyż wymiarowy-połączony związek utwardzający w odpowiednich odczynnikach chemicznych i warunkach.
Klejena bazie żywicy epoksydowej to płynne lub stałe kleje składające się z żywic epoksydowych, utwardzaczy, plastyfikatorów, przyspieszaczy, rozcieńczalników, wypełniaczy, środków sprzęgających, środków zmniejszających palność, stabilizatorów itp. Wśródnichniezastąpionymi składnikami są żywice epoksydowe, utwardzacze i środki utwardzające, i inne są dodawane lubnie, w zależności od potrzeb. Proces wiązania klejów epoksydowych jest złożonym procesem fizycznym i chemicznym obejmującym takie etapy, jak infiltracja, adhezja i utwardzanie, i ostatecznie generuje trzy-krzyż wymiarowy-połączona struktura utwardzonego produktu, która łączy kleje w całość.
Istnieje wiele rodzajów klejów epoksydowych. Spośród wszystkich rodzajów żywic epoksydowychnajwiększą inajczęściej stosowaną odmianą jest żywica epoksydowa z bisfenolem A. Ze względuna masę cząsteczkową można go podzielićnaniski, średni, wysoki i ultra-żywice epoksydowe o dużej masie cząsteczkowej (żywice z tlenku polifenolu). Żywice oniskiej masie cząsteczkowej można utwardzać w temperaturze pokojowej lub w wysokiej temperaturze, ale żywice epoksydowe o dużej masie cząsteczkowejnależy utwardzać w wysokiej temperaturze i ultra-Żywice polifenolowe o dużej masie cząsteczkowejnie wymagają pomocy utwardzaczy i mogą tworzyć twarde powłoki w wysokich temperaturach. Wraz z kolejnymi propozycjami różnych teorii klejenia i in-Głęboki postęp podstawowych prac badawczych, takich jak chemia klejów, reologia klejów i mechanizm uszkodzenia kleju, wydajność, różnorodność i zastosowanie klejów rozwinęły się skokowo. Żywice epoksydowe i systemy ich utwardzania stały się również ważną klasą klejów o doskonałych parametrach, licznych odmianach i szerokich możliwościach adaptacji ze względuna ich wyjątkowe i doskonałe działanie oraz ciągłe pojawianie sięnowych żywic epoksydowych,nowych utwardzaczy i dodatków.
W ostatnich latach wysoki-wytrzymałość i lekkie włókno-wzmocnione materiały kompozytowe były stopniowo stosowane w ultra-środowiska oniskiej temperaturze i badanianad ultra-Coraz bardziej poprawiana jest także wydajność żywic epoksydowych wniskich temperaturach. badania mojego kraju poczyniły pewne postępy pod względem bycia materiałem matrycowym do kompozytowych zbiorników ciekłego wodoru oraz materiałem matrycowym do klejów, materiałów impregnacyjnych i włókien-wzmocnione materiały kompozytowe w dziedzinienadprzewodnictwa. Czysta żywica epoksydowa ma wysoki krzyż-gęstość wiązania,nawet w temperaturze pokojowej, ma tę wadę, że jest kruchy, maniską wytrzymałość i słabą odpornośćna uderzenia. Jako matryca żywiczna materiału kompozytowego,na ogół wymaga ona utwardzania w bardzo wysokiej temperaturze. Podczas procesu chłodzenia po utwardzeniu, wewnątrz matrycy żywicy powstanąnaprężenia termiczne w wyniku skurczu cieplnego. Kiedy temperatura spadnie z temperatury pokojowej do ultra-niska temperatura (poniżej -150°C),naprężenia wewnętrzne generowane przez skurcz termiczny w osnowie będą bardziej znaczące. Gdynaprężenie termiczne przekroczy wytrzymałość samej żywicy, spowoduje to zniszczenie matrycy żywicy. Dlatego poprawa wytrzymałości jest kluczowa dla stosowania żywicy epoksydowej w ultra-niskie temperatury.
Obecnie główną metodą ulepszania ultra-Wytrzymałość żywicy epoksydowej wniskich temperaturach polegana zastosowaniu elastycznych żywic alifatycznych, płynnych kauczuków i elastycznych utwardzaczy w celu hartowania żywic epoksydowych. Ponieważ takie materiały mająniską temperaturę zeszklenia i dużą wolną objętość w temperaturze pokojowej, gdy temperatura spada do ultra-niskich temperaturach, system żywicy będzie powodował duży skurcz termiczny, powodując dużenaprężenia termiczne, co ogranicza jego zastosowanie w ultra-niskie temperatury. Mieszanie i modyfikacja high-wydajne tworzywa termoplastyczne i żywice epoksydowe w temperaturze pokojowej mogą sprawić, że system mieszania będzie miał doskonałe właściwości obu, to znaczy przy zachowaniu wysokiego modułu żywic termoutwardzalnych, będzie miał również wysoką wytrzymałość tworzyw termoplastycznych.
Wydajność wiązania (wytrzymałość, odpornośćna ciepło, odpornośćna korozję,nieprzepuszczalność itp.) klejów zależynie tylko od ich struktury i właściwości użytkowych, a także od struktury i właściwości wiążących powierzchni kleju, ale także od konstrukcji złącza, przygotowania klejów i procesów klejenia, a także jest ograniczona przez otaczające środowisko. Dlatego aplikacja klejów epoksydowych jest przedsięwzięciem systematycznym. Aby uzyskaćnajlepsze rezultaty, działanie klejów epoksydowychnależy dostosować do powyższych czynników, które wpływająna skuteczność wiązania. W przypadku stosowania klejów epoksydowych o tej samej recepturze do łączenia obiektów o różnych właściwościach lub przy różnych warunkach klejenia lub w różnych środowiskach użytkowania, ich działanie będzie bardzo różne, dlatego przy ich stosowaniunależy zachować szczególną uwagę.

Kleje epoksydowe składają się głównie z dwóch części: żywicy epoksydowej i utwardzacza. W celu polepszenia pewnych właściwości i spełnienia różnych zastosowań można również dodać materiały pomocnicze, takie jak utwardzacze, rozcieńczalniki, promotory, środki sprzęgające itp. Ze względuna wysoką siłę wiązania i dużą wszechstronność klejów epoksydowych, były one kiedyś znane jako „wszystko”.-klej celowy” i „klej mocny”. Są szeroko stosowane w lotnictwie, przemyśle lotniczym, samochodowym, maszynowym, budowlanym, chemicznym, przemyśle lekkim, elektronice, urządzeniach elektrycznych i życiu codziennym.
Wraz z coraz bardziej solidnymi przepisami i regulacjami dotyczącymi ochrony środowiska w moim kraju oraz poprawą świadomości zdrowotnej ludzi, przyjazne dla środowiska kleje epoksydowe, dobrej jakości, wolne od zanieczyszczeń i zgodne z międzynarodowymi standardami, stopniowo stają się głównymi produktami klejów syntetycznych.
2. Budowa molekularna i klasyfikacja odmian klejów epoksydowych
Żywica epoksydowa Żywica epoksydowa to związek polimerowy z dwiema lub więcej grupami epoksydowymi w cząsteczce i o stosunkowoniskiej masie cząsteczkowej. 1. Klasyfikacja Istnieje wiele odmian i marek żywic epoksydowych, ale żywica epoksydowa z bisfenolem A i eterem glicydylowym jest zwyklenazywana żywicą epoksydową z bisfenolem A i jest tonajważniejszy typ. Stanowi 90% całkowitej produkcji żywic epoksydowych. Żywica epoksydowa Bisfenol A Żywica epoksydowa Bisfenol A jest również znana jako ogólna żywica epoksydowa i standardowa żywica epoksydowa. Nazywa się E-typu żywica epoksydowa w Chinach. Otrzymuje się go w wyniku polikondensacji bisfenolu (BPA lub DPP) i epichlorohydryna (ECH) pod wodorotlenkiem sodu: zgodnie ze stosunkiem surowców, warunkami reakcji i przyjętą metodą, można otrzymać lepką ciecz oniskim względnym ciężarze cząsteczkowym i wysokim względnym ciężarze cząsteczkowym, można otrzymać ciało stałe o wysokiej temperaturze mięknienia o różnych stopniach polimeryzacji. Średnia względna masa cząsteczkowa wynosi 300-7000. Wygląd to prawie bezbarwna lub jasnożółta, przezroczysta, lepka ciecz lub łuszcząca się, krucha substancja stała. Sama żywica epoksydowa jest termoplastycznym polimerem liniowym. Po podgrzaniu lepkość ciekłej żywicy zmniejsza się, a stała żywica mięknie lub topi się. Rozpuszczalny w rozpuszczalnikach organicznych, takich jak aceton, keton metylowo-etylowy, cykloheksanon, octan etylu, benzen, toluen, ksylen, bezwodny etanol, glikol etylenowy itp. Żywica epoksydowa uwodornionego bisfenolu A. Nazwa chemiczna żywicy epoksydowej uwodornionego bisfenolu A to diglicydyl uwodornionego bisfenolu A. eter, który otrzymuje się przez kondensację heksahydrobisfenolu A otrzymanego metodą uwodornienie bisfenolu A epichlorohydryną pod katalizą wodorotlenku sodu. Jest to żywica epoksydowa o bardzoniskiej lepkości, długim czasie żelowania i dobrej odpornościna warunki atmosferyczne.
Nazwa chemiczna żywicy epoksydowej bisfenolu F to eter diglicydylowy bisfenolu F, określany jako DGEBF lub BPF, który jest bezbarwną lub jasnożółtą przezroczystą lepką cieczą otrzymywaną w wyniku reakcji fenolu i formaldehydu pod katalizatorem kwasowym w celu wytworzenia bisfenolu F, anastępnie reakcji z epichlorohydryna w procesie katalizy wodorotlenku sodu;nazwa chemiczna żywicy epoksydowej bisfenolu S to eter bisfenolu S diglicydylu glicyryzyny, określany jako BPS lub KGEBS, który otrzymuje się z bisfenolu S i epichlorohydryny w wyniku katalizy wodorotlenku sodu. Żywica epoksydowa Bisfenol S ma wysoką odpornośćna ciepło, a jej temperatura odkształcenia cieplnego wynosi 60-700C wyższaniż w przypadku żywicy epoksydowej bisfenolu A. Utwardzony produkt jest stabilny i ma dobrą odpornośćna rozpuszczalniki. Żywica epoksydowa Bisfenol P jest syntetyzowana z 3-jako główne surowce stosuje się chloropropylen i fenol, anastępnie polikondensuje się z epichlorohydryną w obecności wodorotlenku sodu. Żywica epoksydowa z bisfenolem P ma wysoką elastyczność łańcucha molekularnego, dobrą płynność wniskich temperaturach,niższą lepkośćniż żywica epoksydowa z bisfenolem A oraz wyższą wytrzymałośćna ściskanie i udarnośćniż żywica epoksydowa z bisfenolem A.
Żywice epoksydowe Novolac obejmują głównie żywice epoksydowe z liniowymi estrami fenolowymi i o-krezolowe liniowe fenolowo-fenolowe żywice epoksydowe, a takżenowolakowe żywice epoksydowe typu rezorcynowego. Ponadto żywica epoksydowo-tetrafenolowanależy również do fenolowej żywicy epoksydowej; Żywica epoksydowo-fenolowo-nowolakowa (EPN) to liniowa żywica fenolowa otrzymywana w wyniku reakcji kondensacji fenolu i formaldehydu w środowisku kwaśnym, anastępnie kondensowana znadmiarem epichlorohydryny w obecności wodorotlenku sodu w celu otrzymania liniowej brązowej lepkiej cieczy lub półpłynnej-solidny; o-Żywica epoksydowa krezolowo-nowolakowa jest liniową żywicą o-żywica fenolowa krezolowa otrzymywana przez kondensację o-krezolu i formaldehydu, anastępnie poddano reakcji z epichlorohydryną w obecności wodorotlenku sodu i otrzymano po wielokrotnym-etapowa obróbka w celu otrzymania substancji stałej o barwie żółtej do bursztynowej; Żywica epoksyrezorcynowo-formaldehydowa manazwę chemiczną eteru tetraglicydylowo-rezorcynowo-formaldehydowego, który jest tetrafunkcyjną żywicą fenolową otrzymywaną w reakcji rezorcyny i formaldehydu z kwasem szczawiowym jako katalizatorem. Następnie poddaje się polikondensacji z epichlorohydryną w obecności wodorotlenku sodu, otrzymując pomarańczę-żółta lepka ciecz;nazwa chemiczna żywicy epoksydowej tetrafenoloetanu to eter tetrafenoloetanoglicydylowy (PGE), który otrzymuje się w wyniku reakcji fenolu z glioksalem w obecności katalizatora kwasowego w celu otrzymania tetrafenoloetanu, anastępnie reakcji z epichlorohydryną pod katalizą wodorotlenku sodu;naftolowo-fenolowa żywica epoksydowa (EEPN) jest syntetyzowany poprzez polikondensację a-naftol z roztworem formaldehydu w celu wytworzenia liniowej żywicy fenolowej, anastępnie reakcja z epichlorohydryną w ramach katalizy wodorotlenku sodu; fluorowana żywica epoksydowa ma gęstą strukturę molekularną dzięki wprowadzeniu atomów fluoru i węgla-atomy fluoru są ściśle rozmieszczone wokół głównego łańcucha żywicy. Dlategonapięcie powierzchniowe, współczynnik tarcia i współczynnik załamania światła są bardzoniskie i mają doskonałą odpornośćna korozję, odpornośćna zużycie, odpornośćna ciepło, odpornośćna zanieczyszczenia i trwałość. Jest jednak drogi inie można go używać do celów ogólnych.
Poliuretanowa żywica epoksydowa, znana również jako żywica epoksydowo-uretanowa, powstaje w wyniku reakcji poliestru (lub eter) poliol z epichlorohydryną w obecności BF3 i NaOH w celu wytworzenia eteru glicydylowego poliolu, którynastępnie poddaje się polikondensacji z diizocyjanianem; silikonowa żywica epoksydowa to epoksyd zawierający w swojej strukturze molekularnej krzem, który jest polikondensowany z polimetylofenylosiloksanem i żywicą epoksydową. Toluen jest roztworem, jasnożółtą, jednorodną cieczą; organiczną żywicę epoksydową tytanową otrzymuje się w wyniku reakcji grupy hydroksylowej w żywicy epoksydowej bisfenolu A zn-tytanian butylu. Wprowadzenie do żywicy pierwiastka metalicznego, tytanu,nie tylko rozwiązuje problemy zwiększonej absorpcji wody, zmniejszonej odpornościna wilgoć i właściwości elektrycznych spowodowane obecnością grup hydroksylowych, ale także dlatego, że atomy tlenu z elektronami P w żywicy są bezpośrednio połączony z atomami tytanu z wolnymi miejscami elektronowymi D, w wyniku czego powstaje P-D efekt koniugacji w łańcuchu makromolekularnym, co znacznie poprawia odpornośćna starzenie cieplne i ma lepsze właściwości dielektryczne. Wygląd jest żółty do bursztynowego-lepkość przezroczysta ciecz.
Dzięki ciągłemu rozwojowi wysokiej-technika i technologia. W ostatnich latach modyfikacja żywic epoksydowych jest stale pogłębiana, a szeroko stosowane są takie metody, jak sieć przenikająca, kopolimeryzacja chemiczna i hartowanienanocząstkami. Odmian haju jest coraz więcej-wydajne klejena bazie żywicy epoksydowej.
Istnieje wiele odmian klejówna bazie żywicy epoksydowej, a metody klasyfikacji i wskaźniki klasyfikacjinie zostały jeszcze ujednolicone. Zwykle klasyfikowane wedługnastępujących metod. Klasyfikacja ze względuna postać klejów:np. rozpuszczalnikowe-darmowe kleje, (organiczny) rozpuszczalnik-klejena bazie wody-klejena bazie (który można podzielićna wodę-rodzaj emulsji i woda-typ rozpuszczalny), kleje pastowe, kleje foliowe (folia epoksydowa)itp.
Klasyfikacja według warunków utwardzania: klej utwardzanyna zimno (nie-klej utwardzanyna gorąco). Dzieli sięnaniski-temperatura utwardzania kleju, temperatura utwardzania <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℃; inne kleje utwardzalne, takie jak kleje światłoutwardzalne, kleje utwardzanena mokro i w wodzie, kleje utwardzane utajone itp.
Klasyfikacja według siły wiązania: Kleje strukturalne mają wysoką wytrzymałośćna ścinanie i rozciąganie, a także powinny charakteryzować się dużąnierównomiernością ciągnięcia-wytrzymałości, dzięki czemu sklejone złącza wytrzymują przez długi czas obciążenia takie jak wibracje, zmęczenie i uderzenia. Jednocześnie powinien mieć wysoką odpornośćna ciepło i warunki atmosferyczne; Kleje strukturalnenaprężenia wtórnego wytrzymują średnie obciążenia, zwykle o wytrzymałościna ścinanie 17-25Mpa inierównomiernenaciągnięcie-poza siłą 20-50 kN/M;nie-kleje strukturalne, czyli ogólnie-kleje celowe. Jego wytrzymałość w temperaturze pokojowej jestnadal stosunkowo wysoka, ale wraz ze wzrostem temperatury siła wiązania szybko maleje. Można go stosować tylko w częściach oniewielkimnaprężeniu.
Klasyfikacja według zastosowania: ogólna-kleje celowe, kleje specjalne,np. wysokogatunkowe-kleje odpornena temperaturę (za pomocą temperatury ≥150 ℃), Niski-kleje odpornena temperaturę (odpornyna -Temperatury 50 ℃ lubniższe), klejenaprężające (do wklejania tensometrów), kleje przewodzące, uszczelniacze (uszczelnianie próżniowe, uszczelnianie mechaniczne), kleje optyczne (bezbarwny i przezroczysty, odpornyna starzenie pod wpływem światła, współczynnik załamania światła dopasowany do części optycznych), korozja-kleje odporne, kleje strukturalne itp. Można je również klasyfikować według rodzaju utwardzacza,np. aminy-utwardzony klej epoksydowy, bezwodny-utwardzony klej itp. Można go również podzielićna dwie części-klej składowy i jeden-klej składowy, czysty klej epoksydowy i modyfikowany klej epoksydowy.

3. Charakterystyka użytkowa klejów epoksydowych
Generalnie żywica epoksydowa zawiera w swojej strukturze wiązania hydroksylowe i eterowe, co czyni ją wysoce przyczepną. Ze względuna te grupy polarnena sąsiednich powierzchniach międzyfazowych mogą być generowane siły elektromagnetyczne. Podczas procesu utwardzania, w wyniku reakcji chemicznej z utwardzaczem, może dalej generować grupy eterowe i wiązania eterowe. Manie tylko wysoką spójność, ale także zapewnia silną przyczepność. Dlatego kleje epoksydowe mają dużą siłę wiązania z wieloma materiałami, takimi jak metale, tworzywa sztuczne, szkło, drewno, włókna itp., Powszechnie zwane „klejem uniwersalnym”.
Cząsteczki żywicy epoksydowej są ściśle ułożone, a substancje oniskiej masie cząsteczkowejnie wytrącają się podczas procesu utwardzania. Ponadto można go formułować w rozpuszczalnik-wolne kleje, więc jego stopień skurczu jestna ogółniski. Wybierając odpowiednie wypełniacze, stopień skurczu można zmniejszyć do 0,1-0,2%.
Istnienie stabilnych pierścieni benzenowych i łańcuchów eterowych w strukturze żywicy epoksydowej oraz gęsta struktura po utwardzeniu sprawiają, że kleje epoksydowe charakteryzują się dużą odpornościąna działanie atmosfery, wilgoci, mediów chemicznych, bakterii itp., dzięki czemu mogą być stosowane w wielu surowe środowiska.
Kleje epoksydowe mają dużą siłę wiązania i wysoką siłę wiązania; mały skurcz i stabilne wymiary. Klejena bazie żywicy epoksydowej podczas utwardzania prawienie uwalniają produktów oniskiej masie cząsteczkowej. Temperatura ma mniejszy wpływna współczynnik rozszerzalności liniowej, więc stabilność wymiarowa łączonych części jest dobra; utwardzony produkt z klejuna bazie żywicy epoksydowej ma doskonałe właściwości izolacji elektrycznej, rezystywność skrośna wynosi 1013~1016Ω.cm, a wytrzymałość dielektryczna wynosi 30~50KV.Mm-1. Cząsteczki żywicy epoksydowej zawierają wiązania eterowe, a łańcuchy molekularne są ściśle ułożone i krzyżują się-gęstość łączenia jest duża, więc ma dobrą odpornośćna rozpuszczalniki, olejoodporność, kwasoodporność, odpornośćna zasady, wodoodporność i inne właściwości, szczególnie silną odpornośćna alkalia; Żywica epoksydowa ma dobrą kompatybilność z wieloma gumami (elastomery) i żywice termoplastyczne, anawet zachodzą reakcje chemiczne; dobrze dysperguje z wypełniaczami i może w szerokim zakresie zmieniać właściwości klejuna bazie żywicy epoksydowej; ma dobrą przetwarzalność, jest łatwy w użyciu, maniską toksyczność i jest mniej szkodliwy; żywica zawiera wiele pierścieni benzenowych i heterocykli, łańcuch molekularny jest mniej elastyczny i krzyżowy-połączona struktura po utwardzeniunie jest łatwa do odkształcenia. Nieutwardzony klejna bazie żywicy epoksydowej ma słabą wytrzymałość, jest stosunkowo kruchy, ma bardzoniską wytrzymałośćna odrywanie inie jest odpornyna uderzenia i wibracje.
Żywica epoksydowa zawiera różnorodne grupy polarne i wysoce aktywne grupy epoksydowe, dzięki czemu ma silną przyczepność do różnych materiałów polarnych, takich jak metal, szkło, cement, drewno, tworzywa sztuczne, zwłaszcza materiały o dużej aktywności powierzchniowej. Jednocześnie siła kohezji produktów utwardzanych epoksydami jest również bardzo duża, więc siła wiązania jest bardzo wysoka. Podczas utwardzania żywicy epoksydowej zasadniczonie powstają żadneniskocząsteczkowe substancje lotne. Skurcz objętościowy warstwy kleju jestniewielki, około 1% do 2%, która jest jedną z odmian onajmniejszym skurczu utwardzającym wśród żywic termoutwardzalnych. Po dodaniu wypełniaczy można ją zredukować do wartości poniżej 0,2%. Współczynnik rozszerzalności liniowej produktów utwardzanych żywicą epoksydową jest również bardzo mały. Dlategonaprężenia wewnętrzne są małe i mająniewielki wpływna siłę wiązania. Ponadto pełzanie produktów utwardzanych żywicą epoksydową jestniewielkie, dzięki czemu stabilność wymiarowa warstwy kleju jest dobra. Istnieje wiele odmian żywic epoksydowych, utwardzaczy i modyfikatorów. Dzięki rozsądnej i pomysłowej recepturze klej może uzyskać wymaganą przetwarzalność (takie jak szybkie utwardzanie, utwardzanie w temperaturze pokojowej, utwardzanie wniskiej temperaturze, utwardzanie w wodzie,niska lepkość, wysoka lepkość itp.) i wymaganą wydajność (takie jak odpornośćna wysoką temperaturę, odpornośćnaniską temperaturę, wysoką wytrzymałość, wysoką elastyczność, odpornośćna starzenie, przewodność elektryczną, przewodność magnetyczną, przewodność cieplną itp.). Ma dobrą kompatybilność i reaktywność z różnymi substancjami organicznymi (monomery, żywice, gumy) i substancjenieorganiczne (takie jak wypełniacze itp.)i jest łatwy do kopolimeryzacji, sieciowania, mieszania, wypełniania i innych modyfikacji w celu poprawy wydajności warstwy kleju. Jest odpornyna korozję powodowaną przez różne media, takie jak kwasy, zasady, sole i rozpuszczalniki.
W zależności od rodzaju wybranego utwardzacza kleje epoksydowe można utwardzać w temperaturze pokojowej, średniej lub wysokiej temperaturze. Ogólnie rzecz biorąc, do utwardzania wymagany jest jedynienacisk kontaktowy od 0,1 do 0,5 MPa. Większość klejówna bazie żywicy epoksydowejnie zawiera rozpuszczalników i jest łatwa w użyciu. Lepkość konstrukcyjna ogólnych klejów epoksydowych. Odpowiedni okres i szybkość utwardzania można dostosować za pomocą formuły, aby spełnić różne wymagania. Ułatwia tonie tylko zapewnienie jakości łączenia, ale także upraszcza proces utwardzania i sprzęt. Po utwardzeniu żywicy epoksydowej można uzyskać dobre właściwości izolacji elektrycznej;napięcie przebicia wynosi > 35 kV/mm, rezystancja objętościowa wynosi >1015Ω.cm, stała dielektryczna wynosi od 3 do 4 (50 Hz), a rezystancja łuku wynosi od 100 do 140 s. Poprzez zmianę składu klejuna bazie żywicy epoksydowej (utwardzacz, środek utwardzający, wypełniacz itp.)można otrzymać szereg receptur klejów o różnych właściwościach, odpowiadających różnym potrzebom, a także wytworzyć różne odmiany o różnych właściwościach poprzez zmieszanie z wieloma modyfikatorami. Ogólna temperatura stosowania żywicy epoksydowej bisfenolu A wynosi od -60 do 175°C, czasem do 200°C.na krótki czas. W przypadku zastosowanianowego typu żywicy epoksydowej odpornejna wysokie iniskie temperatury, temperatura użytkowania może być wyższa lubniższa, anasiąkliwość żywicy epoksydowej jestniska.
Ogólny-przeznaczone żywice epoksydowe, utwardzacze i dodatki mają wiele źródeł i dużych wydajności, są łatwe w przygotowaniu, można je kontaktować-prasowane i mogą być stosowanena szeroką skalę. Główne wady klejów epoksydowych: gdynie są hartowane, utwardzony produkt jestna ogół kruchy, ma słabą odpornośćna złuszczanie, pękanie i uderzenia; przyczepność do materiałów oniskiej polarności (takie jak polietylen, polipropylen itp.) jestniski. Najpierwnależy przeprowadzić obróbkę aktywującą powierzchnię;niektóre surowce, takie jak aktywne rozcieńczalniki i utwardzacze, mają różny stopień toksyczności i podrażnienia. Projektując formułęnależy go jaknajbardziej unikać, ana etapie budowynależy wzmocnić ochronę wentylacji.
Jak widać z powyższego, żywica epoksydowa ma dobre wszechstronne właściwości mechaniczne, zwłaszcza wysoką przyczepność, mały skurcz, dobrą stabilność i doskonałe właściwości izolacji elektrycznej, które stanowią podstawę materiałową dla klejów, matrycy kompozytowej, powłok proszkowych i innych produktów.
4. Postęp w technologii aplikacji klejów epoksydowych
Ciepło-odporny klejna bazie żywicy epoksydowej to klejna bazie modyfikowanej żywicy epoksydowej, który można stosować okresowo w temperaturze 250°C, anawet przez dłuższy czas w temperaturze 400°C, a przez krótki czas w 460°C. Żywica bazowa tego kleju zazwyczaj wprowadza bardziej sztywne grupy lub zwiększa krzyż-gęstość łącząca utwardzonego produktu. Na przykład żywice epoksydowe z grupami fluorenowymi, pierścieniaminaftalenowymi i wielofunkcyjnymi żywicami epoksydowymi lub klejena bazie żywic epoksydowych modyfikowane maleimidem i silikonem mogą spełniać wymagania krótkich-termin odpornośćna wysoką temperaturę i wysoka wytrzymałość w temperaturze 460°C. W ostatnich latach wraz z rozwojem urządzeń elektronicznych i przemysłu lotniczego wymagania dotyczące odpornościna wysokie temperatury i odpornościna ablację stają się coraz wyższe. Kiedy samolot leci w atmosferze z dużą prędkością, temperatura może czasami osiągnąć tysiące stopni z powodunagrzewania aerodynamicznego, anawetnajwiększego ciepła-odporne materiały metalowe ulegną stopieniu. Dlatego też, aby zmniejszyć wagę, zamiast materiałów metalowych stosuje się zwykle materiały kompozytowe odpornena wysokie temperatury. Nawet w przemyśle elektronicznym i elektrycznym stosuje się uszczelniacze wytrzymujące wysokie temperatury 350°C, anawet płomień-odporne kleje izolacyjne, które wytrzymują 500-1000°Zaproponowano C. Utwardzacz epoksydowy serii F opracowany przez Aviation Corporation z mojego kraju orazniedawno opracowane utwardzacze epoksydowe serii B, H i HE mogą sprawić, że żywica epoksydowa będzie odpornana wysokie temperatury rzędu 500°C.°C i mają doskonałe właściwości zmniejszające palność, odpornośćna ablację i dobrą wydajność procesu.
Zmodyfikowany klej i metoda przygotowania żywicy epoksydowej eliminują wady związane z kruchością i słabą odpornościąna temperaturę ogólnych klejów epoksydowych. Jego główną cechą techniczną jest to, że żywica epoksydowa jest modyfikowana prepolimerem poliuretanowym (składnik A) i domowy utwardzacz (składnik B) są formułowane w stosunku 10:1 do 1:1 (stosunek wagowy) tworząc odpornyna wysokie temperatury, wytrzymały i wysoce reaktywny system utwardzania. Prepolimer poliuretanowy jest prepolimerem polisiloksanowo-poliuretanowym zakończonym grupami izocyjanianowymi, który powstaje w wyniku reakcji końcowego hydroksylopolisiloksanu i diizocyjanianu w określonej proporcji i w określonych warunkach. Prepolimer poliuretanowy stosuje sięnastępnie do modyfikacji żywicy epoksydowej. Domowy utwardzacz składa się z diaminy, związku imidazolowego, silanowego środka sprzęgającego,nieorganicznego wypełniacza i katalizatora. Ten modyfikowany klejna bazie żywicy epoksydowej można utwardzać w temperaturze pokojowej i można go używać przez długi czas w temperaturze 200 ℃ lub utwardzać w temperaturze -5 ℃ z odpornościąna temperaturę 150 ℃; siła wiązania wynosi 15-30 MPa; T-siła odrywania wynosi 35-65N/cm i ma doskonałą odpornośćna olej, wodoodporność, odpornośćna kwasy, odpornośćna zasady i odpornośćna rozpuszczalniki organiczne. Może łączyć mokre powierzchnie, powierzchnie zaolejone, metale, tworzywa sztuczne, ceramikę, twardą gumę, drewno itp.

Aby poprawić wytrzymałość żywicy epoksydowej, żywicę ogólnie hartuje się przez dodanie drugiego składnika w celu poprawy wytrzymałości żywicy epoksydowej. Według doniesień są to głównie hartowanie w cieczy, hartowanie, hartowanie elastycznymi mikrosferami, termotropowy ciekły kryształ (TLCP) hartowanie i mieszanie polimerów, modyfikacja kopolimeryzacji itp.
Modyfikacja utwardzania płynną gumą ogólnie odnosi się do ciekłego kauczukunitrylowego, poli itp. zawierającego końcowe grupy karboksylowe, aminowe, hydroksylowe, tiolowe i epoksydowe, które mieszają się z żywicą epoksydową i wytrącają się podczas procesu utwardzania, tworząc dwie-struktura fazowa „modelu wyspy”. W wyniku interakcji grup aktywnychna styku dwóch faz powstają wiązania chemiczne, które pełnią rolę wzmacniającą. W ostatnich latach, oprócz stosowania pre-przereagowane addukty czystej aktywnej ciekłej gumy, rozwinęły się do drugiej generacji przy użyciu wysokiej-funkcjonalne żywice epoksydowe oraz trzecią generację wykorzystującą katalizatory metalocenowe do wytwarzania kopolimerów blokowych do modyfikacji prepolimerów epoksydowych. Po takiej modyfikacjinie tylko poprawia się wytrzymałośćna odrywanie, ale także ogólne właściwości mechaniczne i termicznenie ulegają znacznemu pogorszeniu.
Klej epoksydowy wzmocniony poliuretanem składa się z poliuretanu i żywicy epoksydowej, tworząc pół-przepuszczalny polimer sieciowy (SIPN) i przenikający się polimer sieciowy (IPN), który zapewnia wymuszoną mieszalność i efekt synergistyczny, dzięki czemu wysoce elastyczny poliuretan i żywica epoksydowa o dobrej przyczepności są organicznie połączone, a dobry efekt hartowania osiąga się poprzez uzupełnienie i wzmocnienie.
Pojedynczy-wilgotność w temperaturze pokojowej składnika-utwardzający się klej epoksydowy to klej epoksydowy utwardzany modyfikowaną ketiminą jako środkiem utwardzającym. Jego cechą charakterystyczną jest to, że można go utwardzać w wilgotnych iniskich temperaturach oraz może poprawić odpornośćna temperaturę i korozję produktów utwardzanych żywicą epoksydową. Utwardzacz ketiminy modyfikowany fenolem,najpierw poddaje się reakcji z formaldehydem i m.in-fenylenodiaminę z wytworzeniem aminy fenolowej, anastępnie poddano reakcji z ketonem metylowo-izobutylowym, tworząc ketiminę modyfikowaną fenolem. Obecnie Chiny ciężko pracująnad badaniem technologii szybkiego utwardzania szybko utwardzających się klejów epoksydowych wniskiej temperaturze iniskiej wilgotności. Obecnie we dwoje-Klej epoksydowy utwardzany w temperaturze pokojowej, opracowany w Chinach, wytrzymuje temperatury 200-260 ℃, do 275 ℃ i może żelować w 2-6 minut w 25℃, całkowite utwardzenie w 3-8 godzin, a wytrzymałośćna odrywanie podczas utwardzania polieterodiaminy może osiągnąć 4-5kN/M. Niski-Szybkoutwardzalny klej epoksydowy wykonany z żywicy epoksydowej bisfenolu F. Łączy się z fosforynem difenylodecylu, DMP-30 itd. i można je szybko utwardzić w temp -5 ℃. Został on opracowany i zastosowany w dziedzinie inżynierii lądowej. Stosowany jest głównie do łączenia betonu w ramach „inżynierii integralnej”,napraw budynków,napraw produktów i łączenia materiałów budowlanych. W budownictwie może zastąpićnity, spawanie i inne procesy łączenia strukturalnego, służy do klejenia różnych płyt marmurowych i sztucznych.
Wysoki-Wytrzymała technologianaprawy materiałów kompozytowych to przyszły trend rozwoju zewnętrznych zabezpieczeń-technologianaprawy warstwy korozyjnej rurociągównaftowych i gazowych. Jest to technologia, która wykorzystuje wysokie-wydajna matryca żywiczna do łączenia wzmocnionych materiałów w celu utworzenia struktury ochronnej, dzięki czemu ma wysoką wytrzymałośćna ściskanie i rozciąganie oraz siłę wiązania. Podczas budowy remontunie ma potrzeby zatrzymywania rurociągu ani zmniejszania ciśnienia. Jednocześnie ma zalety prostej i wygodnej obsługi, łatwego szkolenia personelu budowlanego, dobrego efektu wzmocnienia i znacznych korzyści ekonomicznych. Możnananim przeprowadzić technologięnaprawy materiałów kompozytowych-budowa uzwojenia terenu i w-utwardzaniena miejscu. Proces budowy jest otwartym płomieniem, bezpieczny i wygodny. Po trzecie, wytrzymałość materiałów kompozytowych wzmocnionych włóknem szklanym, węglowym lub tkaniną jest znacznie wyższaniż zwykłej stali, co zwiększa skutecznośćnaprawy i wzmacniania materiału kompozytowego; materiały kompozytowe są projektowalne i można je dobrać pod względem grubości, liczby warstw, rozmieszczenia włókien i innych aspektów w zależności od stopnia uszkodzenia defektu i warunkównaprężeń, aniezawodnośćnaprawy jest wysoka; klej międzywarstwowy z włókna szklanego lub żywicy wzmocnionej włóknem węglowym-materiały kompozytowena bazie mają dobrą przyczepnośćna styku, uszczelnienie i doskonałą odpornośćna korozję z metalem, co może znacznie zmniejszyć wtórne uszkodzenia korozyjne podczas pracy rurociągu. W technologiinapraw materiałów kompozytowych dobór kleju ma istotny wpływna jego właściwości ochronne.
Kiedy poliuretan jest używany do utwardzania klejuna bazie żywicy epoksydowej, segment łańcucha poliuretanowego wnika w segment łańcucha żywicy epoksydowej, tworząc przenikającą się strukturę sieci polimerowej (IPN) lub pół-przenikająca się struktura sieci polimerowej (SIPN). Ponieważ żywica poliuretanowa i epoksydowa mają różną rozpuszczalność, materiały IPN wykazują różny stopień rozdzielenia faz, jednak ze względuna wzajemne splątanie siecinastępuje „mieszalność wymuszona”, co zwiększa kompatybilność; i gdy polimer zostanie skrzyżowany-połączone, wzajemnie splątana sieć ustala obszar fazowy. Ponieważ cząstki poliuretanu są rozproszone w ciągłej fazie żywicy epoksydowej, zwiększa się wytrzymałość układu, rozprasza się koncentracjanaprężeń w zestalonym materiale i zwiększa się wytrzymałośćna ścinanie. Wraz ze wzrostem ilości dodanego poliuretanu wytrzymałośćna ścinanie stopniowo wzrasta, lecz gdy zawartość poliuretanu przekroczy 13,04%, stopień wzajemnego przenikania się przenikającej struktury sieci polimerowej utworzonej przez poliuretan/żywica epoksydowa osiągnęłanasycenie. Dalsze zwiększenie ilości poliuretanu spowodujenadmierne przenikanie się sieci polimerów, poliuretan i żywica epoksydowa rozdzielą się, powstaną pęknięcia, a kompatybilność poliuretanu i żywicy epoksydowej gwałtownie spadnie. Dlatego pod względem wytrzymałościna ścinanie optymalna ilość poliuretanu wynosi 13,04%. Wytrzymałośćna odrywanie jest głównie związana z właściwościami wiązania i elastycznością klejuna bazie żywicy epoksydowej. Prawo zmiany przenikającego się układu struktury sieci polimerowej utworzonej przez poliuretan i żywicę epoksydową pokazuje, że wraz ze wzrostem ilości dodanego poliuretanu elastyczność utwardzonego produktunajpierw wzrasta, anastępnie maleje, w związku z czym wytrzymałość klejuna bazie żywicy epoksydowejna odrywanie będzie się zwiększać.najpierw zwiększać, anastępnie zmniejszać wraz ze wzrostem ilości dodanego poliuretanu. Gdy poliuretan osiągnie 20%wytrzymałośćna odrywanie zaczyna spadać wraz ze wzrostem ilości dodanego poliuretanu. Dlatego też, jeśli chodzi o wytrzymałośćna odrywanie,najlepsza dawka poliuretanu wynosi 20%.
Spośród wielu technologii hartowania żywicą epoksydową,najbardziej znaczące jest działanie hartujące elastomerów reprezentowanych przez poliuretan. Jednakże żywica epoksydowa jest liniową żywicą termoplastyczną i samanie twardnieje. Tylko poprzez dodanie utwardzacza, aby go skrzyżować-połączone ze strukturą liniową z siatką lub strukturą korpusu, można je utwardzić. Dlatego też, stosując poliuretan do utwardzania żywicy epoksydowej,należy dodać utwardzacz, aby spełniał on wymagania dotyczące utwardzania podczas budowy. Żywica epoksydowa zawiera wiele pierścieni benzenowych lub pierścieni heterocyklicznych, a łańcuch molekularnynie jest elastyczny. Utwardzona żywica epoksydowa ma wysoki krzyż-struktura łącząca, któranie jest łatwa do odkształcenia. W rezultacie klejena bazie żywicy epoksydowej mają wady, takie jakniewystarczająca wytrzymałość, łatwe kruche pękanie,niska wytrzymałośćna odrywanie i słaba odpornośćna uderzenia, co znacznie ogranicza ich zastosowanie. Dlatego modyfikacja utwardzająca żywicy epoksydowej ma istotne znaczenie praktyczne i perspektywy aplikacyjne w zakresie jej zastosowania wnaprawie rurociągów.
W praktyce często wymagane są kleje, które można utwardzać w temperaturze pokojowej i stosować w środowiskach o wysokiej temperaturze. Na przykład, kleje strukturalne stosowane w budownictwie musząnie tylko wytrzymywać wysokie temperatury, aby zapobiec całkowitemu zawaleniu się budynku w wyniku pożaru, ale takżenie mogą być podgrzewane i utwardzane ze względuna dużą powierzchnię klejenia. Jednak klejów EP utwardzanych w temperaturze pokojowejna ogółnie można stosować w wysokich temperaturach i wysokiej temperaturze-odporne kleje EP często wymagają podgrzania, aby całkowicie utwardzić. Tak-zwane utwardzaniem w temperaturze pokojowej zwykle odnosi się do metody utwardzania, która może żelować w ciągu kilku minut lub godzin w temperaturze pokojowej (20-30°C)i całkowicie utwardzić w ciągu 7 dni i osiągnąć użyteczną wytrzymałość. Chociaż poczyniono pewne postępy w zakresie klejów utwardzających się w temperaturze pokojowej i stosowanych w wysokich temperaturach,nadal istnieje znaczna rozbieżność między potrzebami a przyszłością. W przyszłości powinniśmy zintensyfikować badanianad mechanizmem utwardzania klejów EP, opracować wielofunkcyjne aktywne utwardzacze, syntetyzowaćnowe wielofunkcyjne żywice matrycowe EP, poszukiwaćnowych metod modyfikacji inowych wypełniaczy do żywic EP oraz rozwijać badania i rozwój klejów w kierunku ochrony zasobów i przyjazności dla środowiska w oparciu o poprawę wyników.
Źródło artykułu: Global Polyuretan
Zastrzeżenie: Artykuły publikowanena koncie publicznym WeChat Chińskiego Towarzystwa Materiałów Kompozytowych są wykorzystywane wyłącznie do wymiany i udostępniania wiedzy specjalistycznejna temat materiałów kompozytowych oraz informacji rynkowych inie są wykorzystywane do żadnych celów komercyjnych. Jeśli jakakolwiek osoba lub organizacja ma jakiekolwiek wątpliwości co do praw autorskich do artykułu lub autentyczności i dokładności jego treści, prosimy o jaknajszybszy kontakt. Zajmiemy się tym w odpowiednim czasie.
Tytuł oryginalny: „[Informacje o kompozytach] Klasyfikacja, właściwości użytkowe i analiza zastosowań klejówna bazie żywicy epoksydowej”