[Kompositinformation] Klassificering, prestandaegenskaper och appliceringsanalys av epoxihartslim

Epoxihartslim är formulerade med epoxiharts som huvudkropp. Det finns epoxigrupper i ändarna av hartsmakromolekylerna, hydroxylgrupper och eterbindningar mellan kedjorna, och hydroxylgrupper och eterbindningar kommer att fortsätta att genereras under härdningsprocessen. Strukturen innehåller bensenringar och heterocykler. Dessa strukturer bestämmer att epoxihartslim har utmärkta prestanda. Epoxihartslim är ett lim med en lång historia av användning och extremt breda användningsområden. På grund av dess styrka, mångfald och utmärkta vidhäftning till en mängd olika bundna ytor, har epoxihartslim blivit allmänt erkända av användare. De har deltagit i och påskyndat den tekniska revolutionen inom vissa industrisektorer. Epoxihartser kan användas för att binda metaller, glas, keramik, många plaster, trä, betong och vissa andra ytor.
Fler än 10% av epoxihartser tillverkade i USA används som lim. Tidigare har människors modifiering av epoxihartser begränsats till gummi, såsom karboxyl-termineratnitrilgummi, hydroxyl-termineratnitrilgummi, polysulfidgummi etc. Under de senaste åren har modifieringen av epoxiharts kontinuerligt fördjupats, och modifieringsmetoderna förändras för varje dag som går, såsom interpenetrerandenätverksmetod, kemisk sampolymerisationsmetod etc., speciellt flytande kristaller härdningsmetod ochnanopartikelhärdningsmetod är de senaste årens heta punkter inom forskningen. Med inrättandet av utvecklingsmodellen för "skala, hög rening, förfining, specialisering, serialisering och funktionalisering", förändras modifieringsforskningen av epoxiharts för varje dag som går, och det har blivit fokus för uppmärksamheten i branschen. Det kommer att främja ytterligare och mer omfattande tillämpning av epoxiharts i ekonomisk konstruktion och människors liv.
1. Epoxilim med utmärkt prestanda har ett brett användningsområde
Vidhäftande bindning (bonding, bonding, bonding, bonding) hänvisar till tekniken för att förbinda ytorna på homogena eller heterogena föremål med lim, som har egenskaperna för spänningsfördelning, kontinuerligt självhäftande tyg, lätt vikt eller tätning och låg processtemperatur i de flesta processer. Limbindning är särskilt lämplig för anslutning av olika material, olika tjocklekar, ultra-tunna specifikationer och komplexa komponenter. Lim utvecklas snabbast under de senaste generationerna, med ett brett utbud av applikationsindustrier, och har en betydande inverkan på utvecklingen av hög-teknisk vetenskap och teknik och förbättring av människors dagliga liv. Därför är det mycket viktigt att forska, utveckla och producera olika typer av lim.
Epoxihartslim hänvisar till en allmän term för en förening som innehåller två eller flera epoxigrupper i en molekylstruktur och kan bilda en tre-dimensionellt kors-länkad härdningsförening under lämpliga kemiska reagenser och betingelser.
Epoxihartslim är flytande eller fasta lim som består av epoxihartser, härdare, mjukgörare, acceleratorer, spädningsmedel, fyllmedel, kopplingsmedel, flamskyddsmedel, stabilisatorer, etc. Bland dem är epoxihartser, härdare och härdningsmedel oumbärliga komponenter, och andra läggs till eller inte efter behov. Bindningsprocessen för epoxilim är en komplex fysikalisk och kemisk process, inklusive steg som infiltration, vidhäftning och härdning, och genererar slutligen en tre-dimensionellt kors-sammanlänkade strukturen hos den härdade produkten, som kombinerar vidhäftningen till en helhet.
Det finns många typer av epoxilim. Bland alla typer av epoxihartser är bisfenol A-epoxiharts den största och mest använda sorten. Beroende på dess molekylvikt kan den delas in i låg, medium, hög och ultra-epoxihartser med hög molekylvikt (polyfenoloxidhartser). Lågmolekylära hartser kan härdas vid rumstemperatur eller hög temperatur, men högmolekylära epoxihartser måste härdas vid hög temperatur, och ultra-högmolekylära polyfenolhartser kräver inte hjälp av härdare och kan bilda sega filmer vid höga temperaturer. Med successiva förslag från olika limteorier och in-djupgående framsteg i grundforskningsarbete såsom limkemi, limreologi och limfelmekanism, prestandan, variationen och tillämpningen av lim har utvecklats med stormsteg. Epoxihartser och deras härdningssystem har också blivit en viktig klass av lim med utmärkt prestanda, många varianter och bred anpassningsförmåga på grund av deras unika och utmärkta prestanda och den kontinuerliga uppkomsten avnya epoxihartser,nya härdare och tillsatser.
De senaste åren, hög-styrka och lätt fiber-förstärkta kompositmaterial har gradvis använts i ultra-lågtemperaturmiljöer, och forskning på ultra-lågtemperaturprestanda hos epoxihartser har också blivit alltmer stärkt. mitt lands forskning har gjort vissa framstegnär det gäller att vara ett matrismaterial för komposittankar för flytande väte och som ett matrismaterial för lim, impregneringsmaterial och fibrer-förstärkta kompositmaterial inom området supraledning. Ren epoxiharts har ett högt kors-länkdensitet, och även vid rumstemperatur har dennackdelarna att vara spröda, ha låg seghet och ha dålig slaghållfasthet. Som hartsmatris för kompositmaterialet behöver det i allmänhet härdas vid en mycket hög temperatur. Under kylningsprocessen efter härdning kommer termisk spänning att genereras inuti hartsmatrisen på grund av värmekrympning. När temperaturen sjunker från rumstemperatur till ultra-låg temperatur (nedan -150°C)kommer den inre spänningen som genereras av termisk krympning i matrisen att vara mer signifikant. När väl den termiska spänningen överstiger hållfastheten hos själva hartset kommer det att orsaka förstörelse av hartsmatrisen. Därför är förbättring av segheten avgörande för användningen av epoxiharts vid ultra-låga temperaturer.
Förnärvarande är den viktigaste metoden för att förbättra ultra-Lågtemperaturseghet hos epoxiharts är att använda flexibla alifatiska hartser, flytande gummin och flexibla härdare för att sega epoxihartser. Eftersom sådana material har en låg glastemperatur och en stor fri volym vid rumstemperatur,när temperaturen sjunker till ultra-låga temperaturer, kommer hartssystemet att producera en stor termisk krympning, vilket resulterar i stor termisk stress, vilket begränsar dess tillämpning vid ultra-låga temperaturer. Blandningen och modifieringen av hög-prestandatermoplaster och epoxihartser vid rumstemperatur kan göra att blandningssystemet har de överlägsna egenskaperna hos båda, det vill säga samtidigt som det bibehåller den höga modulen för värmehärdande hartser, har det också termoplasternas höga seghet.
Bindningsprestandan (hållfasthet, värmebeständighet, korrosionsbeständighet, impermeabilitet, etc.) av lim beror inte bara på deras struktur och prestanda, såväl som strukturen och bindningsegenskaperna hos limytan, utan också på fogdesignen, beredningen av lim och bindningsprocesser, och är också begränsad av den omgivande miljön. Därför är appliceringen av epoxilim ett systematiskt projekt. Epoxilims prestanda måste anpassas till ovanstående faktorer som påverkar vidhäftningsprestandan för att få bästa resultat. När du använder epoxilim med samma formel för att binda föremål med olika egenskaper, eller använder olika bindningsförhållanden, eller i olika användningsmiljöer, kommer deras prestanda att vara mycket olika, och full uppmärksamhet bör ägnas vid applicering av dem.

Epoxilim består huvudsakligen av två delar: epoxiharts och härdare. För att förbättra vissa egenskaper och möta olika användningsområden kan även hjälpmaterial såsom seghetsmedel, utspädningsmedel, promotorer, kopplingsmedel etc. tillsättas. På grund av den höga bindningsstyrkan och den starka mångsidigheten hos epoxilim var de en gång kända som "alla-ändamålslim" och "starkt lim". De används i stor utsträckning inom flyg, rymd, bilar, maskiner, konstruktion, kemikalier, lätt industri, elektronik, elektriska apparater och det dagliga livet.
Med de alltmer sunda miljöskyddslagarna och förordningarna i mitt land och förbättringen av människors egen hälsomedvetenhet, blir miljövänliga epoxilim med god kvalitet, ingen förorening och i linje med internationella standarder gradvis vanliga produkter av syntetiska lim.
2. Molekylstruktur och sortklassificering av epoxilim
Epoxiharts Epoxiharts är en polymerförening med två eller flera epoxigrupper i molekylen och en relativt låg molekylvikt. 1. Klassificering Det finns många varianter och märken av epoxihartser, men bisfenol A glycidyleter epoxiharts brukar kallas bisfenol A epoxiharts, vilket är den viktigaste typen. Det står för 90% av den totala produktionen av epoxihartser. Bisfenol A epoxiharts Bisfenol A epoxiharts är också känt som allmänt epoxiharts och standard epoxiharts. Den heter E-typ epoxiharts i Kina. Det erhålls genom polykondensation av bisfenol (BPA eller DPP) och epiklorhydrin (ECH) undernatriumhydroxid: enligt råmaterialförhållandet, reaktionsförhållanden och den antagna metoden kan en viskös vätska med låg relativ molekylvikt och hög relativ molekylvikt, fast material med hög mjukningspunkt med olika polymerisationsgrader erhållas. Den genomsnittliga relativa molekylvikten är 300-7000. Utseendet är ennästan färglös eller ljusgul genomskinlig trögflytande vätska eller en flagnande spröd fast substans. Epoxiharts i sig är en termoplastisk linjär polymer. Vid upphettning minskar viskositeten hos det flytande hartset och det fasta hartset mjuknar eller smälter. Löslig i organiska lösningsmedel som aceton, metyletylketon, cyklohexanon, etylacetat, bensen, toluen, xylen, vattenfri etanol, etylenglykol etc. Hydrogenerad bisfenol A epoxiharts Det kemiskanamnet på hydrerad bisfenol A epoxiharts är hydrerad biscidylenol A hydrerad biscidylenol eter, som erhålls genom kondensering hexahydrobisfenol A erhållen genom hydrering av bisfenol A med epiklorhydrin under katalys avnatriumhydroxid. Det är ett epoxiharts med mycket låg viskositet, lång gelningstid och bra väderbeständighet.
Det kemiskanamnet på bisfenol F-epoxiharts är bisfenol F diglycidyleter, kallad DGEBF eller BPF, som är en färglös eller ljusgul transparent viskös vätska som erhålls genom att omsätta fenol och formaldehyd under en sur katalysator för att generera bisfenol F, och sedan reagera med epiklorhydrin under katalys avnatriumhydroxid; det kemiskanamnet på bisfenol S epoxiharts är bisfenol S diglycidyl glycyrrhizin oljeeter, hänvisad till som BPS eller KGEBS, som erhålls av bisfenol S och epiklorhydrin under katalys avnatriumhydroxid. Bisphenol S epoxiharts har hög värmebeständighet och dess värmedeformationstemperatur är 60-700C högre än för bisfenol A-epoxiharts. Den härdade produkten är stabil och har god lösningsmedelsbeständighet. Bisfenol P epoxiharts syntetiseras från 3-klorpropylen och fenol som de huvudsakliga råvarorna, och polykondenseras sedan med epiklorhydrin inärvaro avnatriumhydroxid. Bisfenol P-epoxiharts har hög flexibilitet för molekylkedjor, god flytbarhet vid låga temperaturer, lägre viskositet än bisfenol A-epoxiharts och högre tryckhållfasthet och slaghållfasthet än bisfenol A-epoxiharts.
Novolac-epoxihartser inkluderar huvudsakligen fenollinjära fenolesterepoxihartser och o-kresol linjära fenoliska fenoliska epoxihartser, såväl somnovolackepoxihartser av resorcinoltyp. Dessutom hör tetrafenoletanepoxiharts också till fenolepoxiharts; fenolnovolack epoxiharts (EPN) är ett linjärt fenolharts som erhålls genom kondensationsreaktion av fenol och formaldehyd i ett surt medium och sedan kondenseras med överskott av epiklorhydrin inärvaro avnatriumhydroxid för att erhålla en linjär brun viskös vätska eller halv-fast; o-cresolnovolack epoxiharts är en linjär o-kresolfenolharts erhållen genom kondensation av o-kresol och formaldehyd, och reagerade sedan med epiklorhydrin inärvaro avnatriumhydroxid, och erhölls efter multi-stegbehandling för att erhålla en gul till bärnstensfärgad fast substans; epoxiresorcinolformaldehydharts har det kemiskanamnet resorcinolformaldehyd-tetraglycidyleter, som är ett tetrafunktionellt fenolharts som erhålls genom reaktionen av resorcinol och formaldehyd med oxalsyra som katalysator. Därefter polykondenseras den med epiklorhydrin inärvaro avnatriumhydroxid för att erhålla en apelsin-gul viskös vätska; det kemiskanamnet på tetrafenoletanepoxiharts är tetrafenoletanglycidyleter (PGEE)som erhålls genom att omsätta fenol med glyoxal inärvaro av en sur katalysator för att erhålla tetrafenoletan, och sedan reagera med epiklorhydrin under katalys avnatriumhydroxid;naftol fenol epoxiharts (EEPN) syntetiseras genom polykondensering av a-naftol med formaldehydlösning för att producera linjärt fenolharts, och sedan reagera med epiklorhydrin under katalys avnatriumhydroxid; fluorerat epoxiharts har en tät molekylstruktur på grund av införandet av fluoratomer och kol-fluoratomer är tätt anordnade runt hartsets huvudkedja. Därför är ytspänningen, friktionskoefficienten och brytningsindex mycket låg, och den har utmärkt korrosionsbeständighet, slitstyrka, värmebeständighet, föroreningsbeständighet och hållbarhet. Det är dock dyrt och kan inte användas för allmänna ändamål.
Polyuretanepoxiharts, även känd som epoxiuretanharts, tillverkas genom att reagera polyester (eller eter) polyol med epiklorhydrin inärvaro av BF3 och NaOH för att generera polyolglycidyleter, som sedan polykondenseras med diisocyanat; silikonepoxiharts är en epoxid som innehåller kisel i sin molekylstruktur, som är polykondenserad med polymetylfenylsiloxan och epoxiharts. Toluen är en lösning, en ljusgul enhetlig vätska; organisk titan epoxiharts erhålls genom att reagera hydroxylgruppen i bisfenol A epoxiharts medn-butyltitanat. Eftersom metallelementet titan införs i hartset löser det inte bara problemen med ökad vattenabsorption, minskad fuktbeständighet och elektriska egenskaper orsakade avnärvaron av hydroxylgrupper, utan också för att syreatomerna med P-elektroner i hartset är direkt kopplad till titanatomerna med D-elektronvakanser, vilket resulterar i P-D-konjugationseffekt i den makromolekylära kedjan, vilket avsevärt förbättrar värmeåldringsbeständigheten och har bättre dielektriska egenskaper. Utseendet är gult till bärnstensfärgat högt-viskositet transparent vätska.
Med den kontinuerliga utvecklingen av hög-teknik och teknik. Under de senaste åren har modifieringen av epoxiharts kontinuerligt fördjupats, och metoder som interpenetrerandenätverk, kemisk sampolymerisation ochnanopartikelhärdning har använts i stor utsträckning. Det finns fler och fler varianter av hög-prestandalim tillverkade av epoxiharts.
Det finns många varianter av epoxihartslim, och klassificeringsmetoderna och klassificeringsindikatorerna har ännu inte förenats. Klassificeras vanligtvis enligt följande metoder. Klassificering i form av lim: såsom lösningsmedel-gratis lim, (organisk) lösningsmedel-baserade lim, vatten-baserade lim (som kan delas upp i vatten-emulsionstyp och vatten-löslig typ), klistra lim, film lim (epoxifilm), etc.
Klassificering efter härdningsförhållanden: kallhärdande lim (icke-värmehärdande lim). Det är uppdelat i låga-temperaturhärdande lim, härdningstemperatur <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 ℃; andra härdande lim, såsom ljushärdande lim, våta yt- och vattenhärdande lim, latent härdande lim, etc.
Klassificering efter vidhäftningshållfasthet: Strukturlim har hög skjuv- och draghållfasthet och bör också ha hög ojämn dragkraft-off-styrka, så att de sammanfogade lederna tål belastningar som vibrationer, utmattning och stötar under lång tid. Samtidigt bör den också ha hög värmebeständighet och väderbeständighet; sekundära spänningar strukturella lim kan motstå medelstora belastningar, vanligtvis med en skjuvhållfasthet på 17-25Mpa och ojämn dragkraft-av styrka 20-50 kN/m; icke-strukturella lim, det vill säga allmänt-ändamålsenliga lim. Dess rumstemperaturhållfasthet är fortfarande relativt hög, men med ökad temperatur minskar bindningsstyrkan snabbt. Den kan endast användas i delar med liten stress.
Klassificering efter användning: allmän-ändamål lim, speciella lim, såsom hög-temperaturbeständiga lim (med användning av temperatur ≥150 ℃), låg-temperaturbeständiga lim (resistent mot -50 ℃ eller lägre temperaturer), stamlim (för att klistra in töjningsmätare), ledande lim, tätningsmedel (vakuumtätning, mekanisk tätning), optiska lim (färglös och transparent, lätt åldringsbeständig, optiska delar som matchar brytningsindex), korrosion-resistenta lim, strukturella lim, etc. Det kan också klassificeras efter typen av härdare, såsom amin-härdat epoxilim, anhydrid-härdat lim etc. Det kan också delas i två-komponentlim och en-komponentlim, rent epoxilim och modifierat epoxilim.

3. Prestandaegenskaper hos epoxilim
I allmänhet innehåller epoxiharts hydroxyl- och eterbindningar i sin struktur, vilket gör det mycket vidhäftande. På grund av dessa polära grupper kan elektromagnetiska krafter genereras på intilliggande gränssnitt. Under härdningsprocessen, med den kemiska reaktionen med härdaren, kan den ytterligare generera etergrupper och eterbindningar. Den har inte bara hög sammanhållning, utan ger också stark vidhäftning. Därför har epoxilim stark vidhäftningshållfasthet till många material såsom metaller, plaster, glas, trä, fibrer, etc., allmänt känt som "universallim".
Molekylerna av epoxiharts är tätt anordnade och ämnen med låg molekylvikt fälls inte ut under härdningsprocessen. Dessutom kan den formuleras till lösningsmedel-fria lim, så dess krympningshastighet är i allmänhet låg. Om lämpliga fyllmedel väljs kan krympningshastigheten minskas till 0,1-0,2%.
Förekomsten av stabila bensenringar och eterkedjor i epoxihartsstrukturen och den täta strukturen efter härdning bestämmer att epoxilim har stark motståndskraft mot effekterna av atmosfär, fukt, kemiska medier, bakterier etc., så de kan användas i många tuffa miljöer.
Epoxilim har stark bindningskraft och hög bindningsstyrka; liten krympning och stabila dimensioner. Epoxihartslim släppernästan inga produkter med låg molekylvikt under härdning. Den linjära expansionskoefficienten påverkas mindre av temperaturen, så dimensionsstabiliteten hos de bundna delarna är god; den härdade produkten av epoxihartslim har utmärkta elektriska isoleringsegenskaper, volymresistiviteten är 1013~1016Ω.cm, och den dielektriska styrkan är 30~50KV.Mm-1. Epoxihartsmolekylerna innehåller eterbindningar, och molekylkedjorna är tätt anordnade, och korset-länkdensiteten är stor, så den har god lösningsmedelsbeständighet, oljebeständighet, syrabeständighet, alkalibeständighet, vattenbeständighet och andra egenskaper, särskilt stark alkalibeständighet; epoxiharts har god kompatibilitet med många gummin (elastomerer) och termoplastiska hartser, och även kemiska reaktioner inträffar; det har god dispergerbarhet med fyllmedel och kan förändra egenskaperna hos epoxihartslim i ett brett spektrum; den har god bearbetbarhet, är lätt att använda, har låg toxicitet och är mindre skadlig; hartset innehåller många bensenringar och heterocykler, molekylkedjan är mindre flexibel och korset-länkad struktur efter härdning är inte lätt att deformera. Det ohärdade epoxihartslimmet har dålig seghet, är relativt skört, har mycket låg fläkhållfasthet och är inte motståndskraftigt mot stötar och vibrationer.
Epoxiharts innehåller en mängd olika polära grupper och högaktiva epoxigrupper, så det har stark vidhäftning till olika polära material som metall, glas, cement, trä, plast, speciellt material med hög ytaktivitet. Samtidigt är sammanhållningsstyrkan hos epoxihärdade produkter också mycket stor, så dess bindningsstyrka är mycket hög. När epoxiharts härdas produceras i princip inga lågmolekylära flyktiga ämnen. Volymkrympningen av limskiktet är liten, cirka 1% till 2%, vilket är en av sorterna med den minsta härdningskrympningen bland härdplaster. Efter tillsats av fyllmedel kan den reduceras till mindre än 0,2%. Den linjära expansionskoefficienten för epoxihärdade produkter är också mycket liten. Därför är den inre spänningen liten och har liten effekt på bindningsstyrkan. Dessutom är krypningen av epoxihärdade produkter liten, så limskiktets dimensionsstabilitet är god. Det finns många varianter av epoxihartser, härdare och modifieringsmedel. Genom rimlig och genialisk formeldesign kan limmet få den bearbetbarhet som krävs (såsom snabbhärdning, rumstemperaturhärdning, lågtemperaturhärdning, härdning i vatten, låg viskositet, hög viskositet, etc.) och den prestanda som krävs (såsom högtemperaturbeständighet, lågtemperaturbeständighet, hög hållfasthet, hög flexibilitet, åldringsbeständighet, elektrisk ledningsförmåga, magnetisk ledningsförmåga, värmeledningsförmåga, etc.). Den har god kompatibilitet och reaktivitet med en mängd olika organiska ämnen (monomerer, hartser, gummin) och oorganiska ämnen (som fyllmedel etc.)och är lätt att sampolymerisera, tvärbinda, blanda, fylla och andra modifieringar för att förbättra prestandan hos limskiktet. Det kan motstå korrosion från en mängd olika medier såsom syror, alkalier, salter och lösningsmedel.
Beroende på vilken typ av härdare som väljs kan epoxilim härdas vid rumstemperatur, medeltemperatur eller hög temperatur. I allmänhet krävs endast ett kontakttryck på 0,1 till 0,5 MPa för härdning. De flesta epoxihartslim innehåller inga lösningsmedel och är lätta att använda. Konstruktionsviskositeten för allmänna epoxilim. Tillämplig period och härdningshastighet kan justeras genom formeln för att möta olika krav. Detta gör det inte bara enkelt att säkerställa kvaliteten på limningen, utan förenklar även härdningsprocessen och utrustningen. Efter att epoxihartset härdats kan goda elektriska isoleringsegenskaper erhållas; genombrottsspänningen är >35kV/mm, volymmotståndet är >1015Ω.cm är dielektricitetskonstanten 3 till 4 (50 Hz), och bågmotståndet är 100 till 140s. Genom att ändra sammansättningen av epoxihartslim (härdare, härdningsmedel, fyllmedel, etc.), kan en serie limformuleringar med olika egenskaper erhållas för att möta olika behov, och olika varianter med olika egenskaper kan framställas genom att blanda med många modifierare. Den allmänna användningstemperaturen för bisfenol A-epoxiharts varierar från -60 till 175°C, ibland upp till 200°C under en kort stund. Om enny typ av epoxiharts som är resistent mot höga och låga temperaturer används, kan användningstemperaturen vara högre eller lägre, och vattenabsorptionen av epoxiharts är låg.
Allmän-epoxihartser, härdare och tillsatser har många ursprung och stora uttag, är lätta att förbereda, kan kontaktas-pressad och kan användas i stor skala. De störstanackdelarna med epoxilim:när den inte härdas är den härdade produkten i allmänhet spröd, med dålig skalning, sprickbildning och slaghållfasthet; vidhäftningen till material med låg polaritet (såsom polyeten, polypropen, etc.) är låg. Ytaktiveringsbehandling måste utföras först; vissa råvaror som aktiva utspädningsmedel och härdare har olika grader av toxicitet och irritation. Vid utformning av formeln bör den undvikas så mycket som möjligt, och ventilationsskyddet bör stärkas under byggandet.
Som framgår av ovanstående har epoxiharts goda omfattande mekaniska egenskaper, speciellt hög vidhäftning, liten krympning, god stabilitet och utmärkta elektriska isoleringsegenskaper, vilket ger en materialbas för lim, kompositmatris, pulverlacker och andra produkter.
4. Framsteg i appliceringstekniken för epoxilim
Värme-resistent epoxihartslim är ett lim tillverkat av modifierat epoxiharts, som kan användas intermittent vid 250°C, eller till och med länge vid 400°C, och en kort tid på 460°C. Bashartset i detta lim introducerar i allmänhet styvare grupper eller ökar korset-länkdensiteten hos den härdade produkten. Till exempel kan epoxihartser med fluorengrupper,naftalenringar och multifunktionella epoxihartser, eller epoxihartslim modifierade med maleimid och silikon uppfylla kraven för kort-sikt hög temperaturbeständighet och hög hållfasthet vid 460°C. Under de senaste åren, med utvecklingen av elektroniska apparater och flygindustrin, har kraven på hög temperaturbeständighet och ablationsbeständighet blivit högre och högre. När ett flygplan flyger i hög hastighet i atmosfären kan temperaturen iblandnå tusentals grader på grund av aerodynamisk uppvärmning, och till och med den mest värme-resistenta metallmaterial kommer att smältas. Därför, för att minska vikten, används i allmänhet högtemperaturbeständiga kompositmaterial för att ersätta metallmaterial. Även inom den elektroniska och elektriska industrin, tätningsmedel som tål höga temperaturer på 350 grader°C och jämn låga-resistenta isolerande lim som tål 500-1000°C har föreslagits. F-seriens epoxihärdare som utvecklats av mitt land Aviation Corporation och denyligen utvecklade epoxihärdarna i B-, H- och HE-serien kan göra epoxihartset resistent mot höga temperaturer på 500°C och har utmärkta flamskyddsegenskaper, ablationsmotstånd och bra processprestanda.
Det modifierade epoxihartslimmet och beredningsmetoden övervinner bristerna med sprödhet och dålig temperaturbeständighet hos allmänna epoxilim. Dess huvudsakliga tekniska egenskap är att polyuretanprepolymeren modifierat epoxiharts (komponent A) och den hemgjorda härdaren (komponent B) är formulerade i ett förhållande av 10:1 till 1:1 (viktförhållande) för att bilda ett högtemperaturbeständigt, segt och mycket reaktivt härdningssystem. Polyuretanprepolymeren är en polysiloxanpolyuretanprepolymer avslutad med isocyanatgrupper, vilken framställs genom att reagera terminal hydroxylpolysiloxan och diisocyanat i en viss proportion under vissa förhållanden. Polyuretanprepolymeren används sedan för att modifiera epoxihartset. Det hemmagjorda härdmedlet består av diamin, imidazolförening, silankopplingsmedel, oorganiskt fyllmedel och katalysator. Detta modifierade epoxihartslim kan härdas i rumstemperatur och kan användas under lång tid vid 200 ℃, eller härdas vid -5 ℃ med ett temperaturmotstånd på 150 ℃; bindningsstyrkan är 15-30Mpa; den T-skalhållfastheten är 35-65N/cm, och den har utmärkt oljebeständighet, vattenbeständighet, syrabeständighet, alkalibeständighet och beständighet mot organiska lösningsmedel. Den kan binda våta ytor, oljiga ytor, metaller, plaster, keramik, hårdgummi, trä, etc.

För att förbättra hållfastheten hos epoxiharts, härdas hartset i allmänhet genom att tillsätta en andra komponent för att förbättra segheten hos epoxiharts. Enligt rapporter finns det huvudsakligen flytande härdning, härdning, elastisk mikrosfärhärdning, termotropisk flytande kristall (TLCP) härdning och polymerblandning, sampolymerisationsmodifiering, etc.
Härdningsmodifiering av flytande gummi hänvisar i allmänhet till flytandenitrilgummi, poly, etc. innehållande terminala karboxyl-, amin-, hydroxyl-, tiol- och epoxigrupper, som är blandbara med epoxiharts och fälls ut under härdningsprocessen för att bilda två-fasstrukturen för "ömodellen". Genom växelverkan mellan aktiva grupper bildas kemiska bindningar vid gränsytan mellan de två faserna för att spela en förstärkande roll. Under de senaste åren, förutom användningen av pre-reagerade addukter av rent aktivt flytande gummi, har den utvecklats till andra generationen med hjälp av hög-funktionella epoxihartser och den tredje generationen som använder metallocenkatalysatorer för att framställa blocksampolymerer för att modifiera epoxiprepolymerer. Efter sådan modifiering förbättras inte bara fläkhållfastheten, utan även de totala mekaniska och termiska egenskaperna minskas intenämnvärt.
Polyuretanhärdat epoxilim bildas av polyuretan och epoxiharts för att bilda semi-permeabelnätverkspolymer (SIPN) och interpenetrerandenätverkspolymer (IPN), som spelar en forcerad blandbarhet och synergistisk effekt, så att den högelastiska polyuretanen och epoxihartset med god vidhäftning kombineras organiskt, och en bra härdande effekt uppnås genom komplementaritet och förstärkning.
Enda-komponent rumstemperatur fukt-härdande epoxilim är ett epoxilim härdat med modifierad ketimin som härdningsmedel. Dess egenskaper är att den kan härdas under fuktiga och låga temperaturförhållanden och kan förbättra temperaturbeständigheten och korrosionsbeständigheten hos epoxihartshärdade produkter. Fenoliskt modifierat ketiminhärdare, det reageras först med formaldehyd och m-fenylendiamin för att bilda fenolisk amin, och reagerade sedan med metylisobutylketon för att bilda fenoliskt modifierad ketimin. Förnärvarande arbetar Kina hårt för att studera den snabbhärdande tekniken för snabbhärdande epoxilim under låg temperatur och låg luftfuktighet. Förnärvarande är de två-komponent rumstemperaturhärdande epoxilim utvecklat i Kina tål temperaturer på 200-260 ℃, upp till 275 ℃, och kan gela i 2-6 minuter vid 25℃, härda helt på 3-8 timmar, och skalhållfastheten för polyeterdiaminhärdning kannå 4-5 kN/m. Låg-temperatur snabbhärdande epoxilim är tillverkat av bisfenol F epoxiharts. Det kombineras med difenyldecylfosfit, DMP-30, etc., och kan snabbt botas vid -5℃. Det har utvecklats och tillämpats inom anläggningsområdet. Den används huvudsakligen för bindning av betong "integral engineering", byggnadsreparation, produktreparation och byggnadsmaterialbindning. Inom byggnadsteknik kan den ersättanitar, svetsning och andra strukturella anslutningsprocesser och används för att binda olika marmor- och konstgjorda skivor.
Hög-styrka kompositmaterial reparation teknik är den framtida trenden för utveckling av externa anti-korrosionsskiktsreparationsteknik för olje- och gasledningar. Det är en teknik som använder hög-prestandahartsmatris för att binda förstärkta material för att bilda en skyddande struktur, så den har hög tryck- och draghållfasthet och bindningskraft. Under reparationskonstruktionen finns det inget behov av att stoppa rörledningen eller minska trycket. Samtidigt har det fördelarna med enkel och bekväm drift, enkel utbildning av byggpersonal, bra förstärkningseffekt och betydande ekonomiska fördelar. Teknik för reparation av kompositmaterial kan utföras på-plats slingrande konstruktion och in-härdning på plats. Byggprocessen är öppen låga, säker och bekväm. För det tredje är styrkan hos kompositmaterial förstärkta med glasfiber, kolfiber eller tyg mycket högre än för vanligt stål, vilket gör effektiviteten av kompositmaterialreparation och förstärkning högre; kompositmaterial är designbara och kan riktas mot tjocklek, antal lager, fiberfördelning och andra aspekter beroende på graden av defektskada och stressförhållanden, och tillförlitligheten för reparation är hög; mellanskiktslimmet av glasfiber eller kolfiberförstärkt harts-baserade kompositmaterial har god gränssnittsvidhäftning, tätning och utmärkt korrosionsbeständighet med metall, vilket avsevärt kan minska sekundära korrosionsskador under driften av rörledningen. Inom kompositmaterialreparationsteknik har valet av lim en avgörande inverkan på dess skyddande prestanda.
När polyuretan används för att härda epoxihartslim, tränger polyuretankedjesegmentet in i epoxihartskedjesegmentet för att bilda en interpenetrerande polymernätverksstruktur (IPN) eller en semi-interpenetrerande polymernätverksstruktur (SIPN). Eftersom polyuretan och epoxiharts har olika löslighet uppvisar IPN-material olika grader av fasseparation, men på grund av den inbördes intrasslingen mellannätverken uppstår "tvungen blandbarhet", vilket ökar kompatibiliteten; ochnär polymeren är korsad-kopplat, fixar det ömsesidigt intrassladenätverket fasområdet. Eftersom polyuretanpartiklarna är dispergerade i den kontinuerliga epoxihartsfasen ökas systemets seghet, spänningskoncentrationen hos det stelnade materialet dispergeras och skjuvhållfastheten ökas. Med ökningen av mängden tillsatt polyuretan ökar skjuvhållfastheten gradvis, mennär halten polyuretan överstiger 13,04%, interpenetreringsgraden för den interpenetrerande polymernätverksstrukturen bildad av polyuretan/epoxiharts harnått mättnad. Öka mängden polyuretan ytterligare, det interpenetrerande polymernätverket kommer att ha överdriven interpenetration, polyuretan och epoxiharts kommer att separeras, sprickor bildas och kompatibiliteten mellan polyuretan och epoxiharts kommer att minska kraftigt. När det gäller skjuvhållfasthet är därför den optimala mängden polyuretan 13,04%. Avdragningshållfastheten är huvudsakligen relaterad till bindningsförmågan och flexibiliteten hos epoxihartslimmet. Ändringslagen för det interpenetrerande polymernätverksstruktursystemet som bildas av polyuretan och epoxiharts visar att med ökningen av mängden tillsatt polyuretan ökar flexibiliteten hos den härdade produkten först och minskar sedan, så att epoxihartslimmets fläkhållfasthet kommer att öka först och sedan minska med ökningen av mängden tillsatt polyuretan. När polyuretanennår 20%, börjar fläkhållfastheten minska med ökningen av mängden tillsatt polyuretan. Därför, för skalhållfastheten, är den bästa polyuretandosen 20%.
Bland de många epoxihartshärdningsteknikerna är den härdande effekten av elastomerer representerade av polyuretan den mest betydande. Emellertid är epoxiharts ett linjärt termoplastiskt harts och kommer inte att härda av sig självt. Endast genom att tillsätta en härdare för att få den att korsa-kopplad från en linjär struktur till en mesh- eller kroppsstruktur kan den härdas. Därför,när man använder polyuretan för att härda epoxiharts, måste ett härdare tillsättas för att det ska uppfylla kraven för härdningsprestanda under konstruktion. Epoxiharts innehåller flera bensenringar eller heterocykliska ringar, och molekylkedjan är inte flexibel. Det härdade epoxihartset har ett högt kors-länkstruktur, som inte är lätt att deformera. Som ett resultat har epoxihartslim brister såsom otillräcklig seghet, lätt spröd sprickbildning, låg fläkhållfasthet och dålig slaghållfasthet, vilket i hög grad begränsar deras användning. Därför har den härdande modifieringen av epoxiharts viktig praktisk betydelse och tillämpningsmöjligheter för dess tillämpning vid reparation av rörledningar.
I praktiken krävs ofta lim som kan härdas i rumstemperatur och användas i högtemperaturmiljöer. Till exempel krävs inte bara konstruktionslim som används i konstruktionen för att kunna motstå höga temperaturer för att förhindra total kollaps av byggnaden i en brand, utan kan inte heller värmas upp och härdas på grund av den stora bindningsytan. Emellertid kan rumstemperaturhärdande EP-lim i allmänhet inte användas vid höga temperaturer och värme-resistenta EP-lim måste ofta värmas upp för att härda helt. Så-kallad rumstemperaturhärdning hänvisar vanligtvis till en härdningsmetod som kan gela inomnågra minuter eller timmar vid rumstemperatur (20-30°C), och helt härda inom 7 dagar ochnå användbar styrka. Även om vissa framsteg har gjortsnär det gäller lim som härdar vid rumstemperatur och används vid höga temperaturer, finns det fortfarande ett stort gap mellan behov och framtiden. I framtiden bör vi stärka forskningen om härdningsmekanismen för EP-lim, utveckla multifunktionella aktiva härdare, syntetiseranya multifunktionella EP-matrishartser, utforskanya modifieringsmetoder ochnya fyllmedel för EP-hartser och utveckla limforskning och -utveckling i riktningen av resursbevarande och miljövänlighet på grundval av förbättrad prestanda.
Artikelkälla: Global Polyurethane
Friskrivningsklausul: Artiklar publicerade på det offentliga WeChat-kontot för China Composite Materials Society används endast för utbyte och delning av kompositmaterialexpertis och marknadsinformation, och används inte inågot kommersiellt syfte. Omnågon person eller organisation harnågra tvivel om upphovsrätten till artikeln eller äktheten och riktigheten av dess innehåll, vänligen kontakta oss så snart som möjligt. Vi kommer att ta itu med det i tid.
Originaltitel: "[Kompositinformation] Klassificering, prestandaegenskaper och applikationsanalys av epoxihartslim"