[Thông tin vật liệu tổng hợp] Phân loại, đặc tính hiệu suất và phân tích ứng dụng của chất kết dínhnhựa epoxy

Chất kết dínhnhựa epoxy được pha chế vớinhựa epoxy làm thân chính. Có cácnhóm epoxy ở cuối các đại phân tửnhựa, cácnhóm hydroxyl và liên kết ether giữa các chuỗi,nhóm hydroxyl và liên kết ether sẽ tiếp tục được tạo ra trong quá trình đóng rắn. Cấu trúc chứa các vòng benzen và dị vòng. Những cấu trúcnày xác định rằng chất kết dínhnhựa epoxy có hiệu suất tuyệt vời. Keo dánnhựa epoxy là loại keo có lịch sử sử dụng lâu dài và ứng dụng cực kỳ rộng rãi. Do độ bền, tính đa dạng và độ bám dính tuyệt vời trênnhiều bề mặt liên kết khácnhau, chất kết dínhnhựa epoxy đã đượcngười dùng côngnhận rộng rãi. Họ đã tham gia và đẩynhanh cuộc cách mạng côngnghệ trong một số lĩnh vực côngnghiệp. Nhựa epoxy có thể được sử dụng để liên kết kim loại, thủy tinh, gốm sứ,nhiều loạinhựa, gỗ, bê tông và một số bề mặt khác.
Hơn 10%nhựa epoxy sản xuất tại Hoa Kỳ được sử dụng làm chất kết dính. Trước đây, việc sửa đổinhựa epoxy của conngười chỉ giới hạn ở cao su, chẳng hạnnhư cacboxyl.-cao sunitrile đã kết thúc, hydroxyl-cao sunitrile, cao su polysulfide, v.v. Trongnhữngnăm gần đây, sự biến đổi củanhựa epoxy khôngngừng được đào sâu và các phương pháp biến đổi đang thay đổi theo từngngày, chẳng hạnnhư phương pháp mạng xuyên thấu, phương pháp đồng trùng hợp hóa học, v.v., đặc biệt là tinh thể lỏng phương pháp làm cứng và phương pháp làm cứng hạtnano lànhững điểmnóng đượcnghiên cứu trongnhữngnăm gần đây. Với việc thiết lập mô hình phát triển "quy mô, độ tinh chế cao, sàng lọc, chuyên môn hóa, tuần tự hóa và chứcnăng hóa",nghiên cứu sửa đổinhựa epoxy đang thay đổi mỗingày vànó đã trở thành tâm điểm chú ý trongngành. Nó sẽ thúc đẩy ứng dụngngày càng rộng rãi củanhựa epoxy trong xây dựng kinh tế và đời sốngnhân dân.
1. Chất kết dính Epoxy có hiệu suất vượt trội và cónhiều ứng dụng
Liên kết dính (liên kết, liên kết, liên kết, liên kết) đề cập đến côngnghệ kếtnối các bề mặt của các vật thể đồngnhất hoặc không đồngnhất bằng chất kết dính, có đặc điểm phân bố ứng suất, vải dính liên tục, trọng lượngnhẹ hoặc độ kín vànhiệt độ xử lý thấp trong hầu hết các quy trình. Liên kết dính đặc biệt thích hợp cho việc kếtnối các vật liệu khácnhau, độ dày khácnhau, siêu-thông số kỹ thuật mỏng và các thành phần phức tạp. Chất kết dính đang phát triểnnhanhnhất trong các thế hệ gần đây, với phạm vi ứng dụng rộng rãi và có tác động đáng kể đến tiến độ phát triển côngnghệ cao.-khoa học côngnghệ vànâng cao đời sốngnhân dân. Vì vậy, việcnghiên cứu, phát triển và sản xuất các loại chất kết dính là rất quan trọng.
Keonhựa epoxy dùng để chỉ một thuậtngữ chung cho một hợp chất có chứa hai hoặcnhiềunhóm epoxy trong cấu trúc phân tử và có thể tạo thành ba-chéo chiều-hợp chất đóng rắn được liên kết dưới các thuốc thử và điều kiện hóa học thích hợp.
Keo dánnhựa epoxy là chất kết dính lỏng hoặc rắn bao gồmnhựa epoxy, chất đóng rắn, chất hóa dẻo, chất tăng tốc, chất pha loãng, chất độn, chất liên kết, chất chống cháy, chất ổn định, v.v. Trong số đó,nhựa epoxy, chất đóng rắn và chất làm cứng là thành phần không thể thiếu, vànhững thứ khác được thêm vào hoặc không theonhu cầu. Quá trình liên kết của chất kết dính epoxy là một quá trình vật lý và hóa học phức tạp, bao gồm các bướcnhư thấm, bám dính và đóng rắn, và cuối cùng tạo ra ba-chéo chiều-cấu trúc liên kết của sản phẩm được xử lý, kết hợp các phần dính lại thành một tổng thể.
Cónhiều loại keo epoxy. Trong số tất cả các loạinhựa epoxy,nhựa epoxy bisphenol A là loại lớnnhất và được sử dụng rộng rãinhất. Theo trọng lượng phân tử củanó,nó có thể được chia thành thấp, trung bình, cao và siêu-nhựa epoxy trọng lượng phân tử cao (nhựa oxit polyphenol). Nhựa có trọng lượng phân tử thấp có thể được xử lý ởnhiệt độ phòng hoặcnhiệt độ cao,nhưngnhựa epoxy có trọng lượng phân tử cao phải được xử lý ởnhiệt độ cao và cực cao.-nhựa polyphenolic có trọng lượng phân tử cao không cần sự hỗ trợ của chất đóng rắn và có thể tạo thành màng cứng ởnhiệt độ cao. Vớinhững đề xuất liên tiếp của các lý thuyết kết dính khácnhau và-tiến bộ sâu sắc của công việcnghiên cứu cơ bảnnhư hóa học kết dính, lưu biến chất kết dính và cơ chế hỏng chất kết dính, hiệu suất, sự đa dạng và ứng dụng của chất kết dính đã phát triển vượt bậc. Nhựa epoxy và hệ thống đóng rắn của chúng cũng đã trở thành một loại chất kết dính quan trọng với hiệu suất tuyệt vời,nhiều loại và khảnăng thích ứng rộngnhờ hiệu suất độc đáo và tuyệt vời của chúng cũngnhư sự xuất hiện liên tục của các loạinhựa epoxy mới, chất đóng rắn và phụ gia mới.
Trongnhữngnăm gần đây, cao-sức mạnh và sợinhẹ-vật liệu composite gia cố đã dần dần được sử dụng trong siêu-môi trườngnhiệt độ thấp, vànghiên cứu về siêu-hiệu suấtnhiệt độ thấp củanhựa epoxy cũngngày càng được tăng cường. Nghiên cứu củanước tôi đã đạt được một số tiến bộ trong việc trở thành vật liệunền cho bể chứa hydro lỏng tổng hợp và làm vật liệunền cho chất kết dính, vật liệungâm tẩm và sợi-vật liệu composite gia cường trong lĩnh vực siêu dẫn. Nhựa epoxynguyên chất có độ chéo cao-mật độ liên kết và thậm chí ởnhiệt độ phòng,nó cónhược điểm là giòn, độ bền thấp và khảnăng chống va đập kém. Là ma trậnnhựa của vật liệu composite,nó thường cần được xử lý ởnhiệt độ rất cao. Trong quá trình làmnguội sau khi đóng rắn, ứng suấtnhiệt sẽ được tạo ra bên trongnềnnhựa do sự congót donhiệt. Khinhiệt độ giảm từnhiệt độ phòng xuống cực đại-nhiệt độ thấp (dưới -150°C), ứng suất bên trong sinh ra do congótnhiệt trongnền sẽ lớn hơn. Một khi ứng suấtnhiệt vượt quá độ bền củanhựa,nó sẽ gây ra sự phá hủy ma trậnnhựa. Vì vậy, việc cải thiện độ dẻo dai là rất quan trọng đối với việc sử dụngnhựa epoxy ở tốc độ cực cao.-nhiệt độ thấp.
Hiệnnay, phương pháp chính để cải thiện siêu-Độ dẻo dai ởnhiệt độ thấp củanhựa epoxy là sử dụngnhựa béo dẻo, cao su lỏng và chất đóng rắn linh hoạt để làm cứngnhựa epoxy. Vìnhững vật liệunày cónhiệt độ chuyển hóa thủy tinh thấp và thể tích tự do lớn ởnhiệt độ phòngnên khinhiệt độ giảm xuống cực đại.-nhiệt độ thấp, hệ thốngnhựa sẽ tạo ra độ conhiệt lớn, dẫn đến ứng suấtnhiệt lớn, hạn chế ứng dụng củanó ở mức cực cao.-nhiệt độ thấp. Sự pha trộn và sửa đổi cao-Nhựanhiệt dẻo hiệu suất vànhựa epoxy ởnhiệt độ phòng có thể làm cho hệ thống trộn có các đặc tính vượt trội của cả hai,nghĩa là vừa duy trì mô đun cao củanhựanhiệt rắn,nó cũng có độ bền cao củanhựanhiệt dẻo.
Hiệu suất liên kết (sức mạnh, khảnăng chịunhiệt, chống ăn mòn, không thấmnước, vv) của chất kết dính không chỉ phụ thuộc vào cấu trúc và hiệu suất của chúng, cũngnhư cấu trúc và đặc tính liên kết của bề mặt chất kết dính mà còn phụ thuộc vào thiết kế mốinối, việc chuẩn bị chất kết dính và quá trình liên kết, đồng thời cũng bị hạn chế bởi môi trường xung quanh. Vì vậy, việc ứng dụng chất kết dính epoxy là một dự án mang tính hệ thống. Hiệu suất của chất kết dính epoxy phải được điều chỉnh phù hợp với các yếu tố trên ảnh hưởng đến hiệu suất liên kết để đạt được kết quả tốtnhất. Khi sử dụng chất kết dính epoxy có cùng công thức để liên kết các vật thể có đặc tính khácnhau hoặc sử dụng các điều kiện liên kết khácnhau hoặc trong các môi trường sử dụng khácnhau, hiệu quả của chúng sẽ rất khácnhau và cần hết sức chú ý khi áp dụng chúng.

Chất kết dính epoxy chủ yếu bao gồm hai phần:nhựa epoxy và chất đóng rắn. Để cải thiện một số tính chấtnhất định và đáp ứng các mục đích sử dụng khácnhau, cũng có thể thêm các vật liệu phụ trợnhư chất làm cứng, chất pha loãng, chất xúc tác, chất liên kết, v.v. Do độ bền liên kết cao và tính linh hoạt mạnh mẽ của chất kết dính epoxy, chúng từng được gọi là "tất cả-keo mục đích" và "keo chắc chắn". Chúng được sử dụng rộng rãi trongngành hàng không, hàng không vũ trụ, ô tô, máy móc, xây dựng, hóa chất, côngnghiệpnhẹ, điện tử, thiết bị điện và cuộc sống hàngngày.
Với luật và quy định bảo vệ môi trườngngày càng hợp lý ởnước ta cũngnhưnhận thức về sức khỏe củangười dân đượcnâng cao, chất kết dính epoxy thân thiện với môi trường với chất lượng tốt, không gây ônhiễm và phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế đang dần trở thành sản phẩm chủ đạo của chất kết dính tổng hợp.
2. Cấu trúc phân tử và phân loại keo epoxy
Nhựa Epoxy Nhựa Epoxy là một hợp chất polymer có hai hoặcnhiềunhóm epoxy trong phân tử và có trọng lượng phân tử tương đối thấp. 1. Phân loại Cónhiều loại vànhãn hiệunhựa epoxy,nhưngnhựa epoxy bisphenol A glycidyl ether thường được gọi lànhựa epoxy bisphenol A, là loại quan trọngnhất. Nó chiếm 90% tổng sản lượngnhựa epoxy. Bisphenol Anhựa epoxy Bisphenol Anhựa epoxy còn được gọi lànhựa epoxy thông thường vànhựa epoxy tiêu chuẩn. Nó tên là E-loạinhựa epoxy ở Trung Quốc. Nó thu được bằng cách polycondensation của bisphenol (BPA hoặc DPP) và epichlorohydrin (ECH) trongnatri hydroxit: theo tỷ lệnguyên liệu thô, điều kiện phản ứng và phương pháp được áp dụng, có thể thu được chất lỏngnhớt có trọng lượng phân tử tương đối thấp và trọng lượng phân tử tương đối cao, chất rắn có điểm làm mềm cao với các mức độ trùng hợp khácnhau. Khối lượng phân tử tương đối trung bình là 300-7000. Bềngoài là chất lỏngnhớt trong suốt gầnnhư không màu hoặc màu vàngnhạt hoặc chất rắn giòn dễ bong tróc. Bản thânnhựa epoxy là một loại polymer tuyến tính dẻonhiệt. Khi đunnóng, độnhớt củanhựa lỏng giảm vànhựa rắn mềm ra hoặc tan chảy. Hòa tan trong các dung môi hữu cơnhư axeton, metyl etyl xeton, cyclohexanone, etyl axetat, benzen, toluen, xylene, etanol khan, ethylene glycol, v.v. Bisphenol hydro hóa Nhựa epoxy Tên hóa học của bisphenol hydro hóa Nhựa epoxy là bisphenol hydro hóa A diglycidyl ether, thu được bằng cáchngưng tụ hexahydrobisphenol A thu được bằng cách hydro hóa bisphenol A với epichlorohydrin dưới sự xúc tác củanatri hydroxit. Nó là loạinhựa epoxy có độnhớt rất thấp, thời gian tạo gel lâu và chịu được thời tiết tốt.
Tên hóa học củanhựa epoxy bisphenol F là bisphenol F diglycidyl ete, được gọi là DGEBF hoặc BPF, là chất lỏngnhớt trong suốt không màu hoặc màu vàngnhạt thu được bằng cách phản ứng phenol và formaldehyd dưới chất xúc tác axit để tạo ra bisphenol F, sau đó phản ứng với epichlorohydrin dưới sự xúc tác củanatri hydroxit; Tên hóa học củanhựa epoxy bisphenol S là bisphenol S diglycidyl glycyrrhizin ether dầu, được gọi là BPS hoặc KGEBS, thu được bởi bisphenol S và epichlorohydrin dưới sự xúc tác củanatri hydroxit. Nhựa epoxy Bisphenol S có khảnăng chịunhiệt cao vànhiệt độ biến dạngnhiệt là 60-Cao hơn 700C so vớinhựa epoxy bisphenol A. Sản phẩm được xử lý ổn định và có khảnăng kháng dung môi tốt. Nhựa epoxy Bisphenol P được tổng hợp từ 3-chloropropylene và phenol làmnguyên liệu chính, sau đó đượcngưng tụ bằng epichlorohydrin với sự có mặt củanatri hydroxit. Nhựa epoxy Bisphenol P có độ linh hoạt chuỗi phân tử cao, tính lưu động tốt ởnhiệt độ thấp, độnhớt thấp hơnnhựa epoxy bisphenol A, cường độnén và cường độ va đập cao hơnnhựa epoxy bisphenol A.
Nhựa epoxy Novolac chủ yếu bao gồmnhựa epoxy este phenolic tuyến tính phenol và-nhựa epoxy phenolic phenolic tuyến tính cresol, cũngnhưnhựa epoxynovolac loại resorcinol. Ngoài ra,nhựa epoxy tetraphenol ethane còn thuộcnhựa epoxy phenolic;nhựa epoxy phenolnovolac (EPN) là một loạinhựa phenolic tuyến tính thu được bằng phản ứngngưng tụ của phenol và formaldehyd trong môi trường axit, sau đóngưng tụ với epichlorohydrin dư với sự có mặt củanatri hydroxit để thu được chất lỏngnhớt tuyến tính màunâu hoặc bán-chất rắn; ồ-Nhựa epoxy cresolnovolac là một loạinhựa tuyến tính-nhựa phenolic cresol thu được bằng cáchngưng tụ o-cresol và formaldehyde, sau đó phản ứng với epichlorohydrin với sự có mặt củanatri hydroxit và thu được saunhiều lần-bước xử lý để thu được chất rắn màu vàng đến màu hổ phách; Nhựa epoxy resorcinol formaldehyde có tên hóa học là resorcinol formaldehyde tetraglycidyl ether, là một loạinhựa phenolic tứ chức thu được từ phản ứng của resorcinol và formaldehyde với axit oxalic làm chất xúc tác. Sau đó,nó đượcngưng tụ bằng epichlorohydrin với sự có mặt củanatri hydroxit để thu được màu cam-chất lỏngnhớt màu vàng; tên hóa học củanhựa epoxy tetraphenol ethane là tetraphenol ethane glycidyl ether (PGEE), thu được bằng cách cho phenol phản ứng với glyoxal với sự có mặt của chất xúc tác axit để thu được tetraphenol ethane, sau đó phản ứng với epichlorohydrin dưới sự xúc tác củanatri hydroxit;nhựa epoxynaphthol phenolic (EEPN) được tổng hợp bằng cách polycondensing một-naphthol với dung dịch formaldehyde để tạo ranhựa phenolic tuyến tính, sau đó phản ứng với epichlorohydrin dưới sự xúc tác củanatri hydroxit; Nhựa epoxy flo hóa có cấu trúc phân tử dày đặc do có cácnguyên tử flo và carbon-Cácnguyên tử flo được sắp xếp chặt chẽ xung quanh chuỗi chính củanhựa. Do đó, sức căng bề mặt, hệ số ma sát và chỉ số khúc xạ rất thấp và có khảnăng chống ăn mòn, chống mài mòn, chịunhiệt, chống ônhiễm và độ bền tuyệt vời. Tuynhiên,nó đắt tiền và không thể sử dụng cho mục đích chung.
Nhựa epoxy polyurethane hay còn gọi lànhựa epoxy urethane được tạo ra bằng cách phản ứng với polyester (hoặc ether) polyol với epichlorohydrin với sự có mặt của BF3 và NaOH để tạo ra polyol glycidyl ete, sau đó đượcngưng tụ bằng diisocyanate; Nhựa epoxy silicone là một epoxit có chứa silicon trong cấu trúc phân tử củanó, đượcngưng tụ bằng polymethylphenylsiloxane vànhựa epoxy. Toluene là một dung dịch, chất lỏng đồngnhất màu vàngnhạt; Nhựa epoxy titan hữu cơ thu được bằng cách chonhóm hydroxyl trongnhựa epoxy bisphenol A phản ứng vớin-butyl titanat. Donguyên tố kim loại titan được đưa vàonhựa,nó không chỉ giải quyết được các vấn đề về tăng khảnăng hấp thụnước, giảm khảnăng chống ẩm và tính chất điện do sự hiện diện của cácnhóm hydroxyl gây ra mà còn do cácnguyên tử oxy có electron P trongnhựa bị tác động trực tiếp. kếtnối với cácnguyên tử titan bằng các chỗ trống điện tử D, tạo ra P-Hiệu ứng liên hợp D trong chuỗi đại phân tử, giúp cải thiện đáng kể khảnăng chống lão hóanhiệt và có đặc tính điện môi tốt hơn. Bềngoài có màu vàng đến màu hổ phách cao-chất lỏng trong suốt có độnhớt.
Với sự phát triển khôngngừng của cao-côngnghệ và côngnghệ. Trongnhữngnăm gần đây, sự biến đổi củanhựa epoxy khôngngừng được phát triển sâu hơn và các phương phápnhư mạng lưới xuyên thấu, đồng trùng hợp hóa học và làm cứng hạtnano đã được sử dụng rộng rãi. Ngày càng cónhiều loại cao cấp-chất kết dính hiệu suất được làm từnhựa epoxy.
Chất kết dínhnhựa epoxy cónhiều loại, phương pháp phân loại và chỉ tiêu phân loại vẫn chưa thốngnhất. Thường được phân loại theo các phương pháp sau. Phân loại theo dạng chất kết dính:như dung môi-chất kết dính miễn phí, (hữu cơ) dung môi-chất kết dính gốc,nước-chất kết dính dựa trên (có thể được chia thànhnước-loạinhũ tương vànước-loại hòa tan), keo dán, keo dán màng (màng epoxy), vân vân.
Phân loại theo điều kiện bảo dưỡng: keo đóng rắnnguội (không-chất kết dính xử lýnhiệt). Nó được chia thành thấp-nhiệt độ đóng rắn,nhiệt độ đóng rắn <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 >150oC; các chất kết dính đóng rắn khác, chẳng hạnnhư chất kết dính đóng rắn bằng ánh sáng, chất kết dính đóng rắn bề mặt ướt vànước, chất kết dính đóng rắn tiềm ẩn, v.v.
Phân loại theo cường độ liên kết: Chất kết dính kết cấu có độ bền cắt và độ bền kéo cao, đồng thời cũng phải có lực kéo không đều cao-mất sức bền,nhờ đó các mốinối liên kết có thể chịu được các tải trọngnhư rung, mỏi, va đập trong thời gian dài. Đồng thời,nó cũng phải có khảnăng chịunhiệt và chịu thời tiết cao; Chất kết dính cấu trúc ứng suất thứ cấp có thể chịu được tải trọng trung bình, thường có độ bền cắt là 17-25Mpa và lực kéo không đều-hết sức mạnh 20-50kN/m; không-chất kết dính cấu trúc,nghĩa lànói chung-chất kết dính mục đích. Độ bềnnhiệt độ phòng củanó vẫn tương đối cao,nhưng khinhiệt độ tăng, độ bền liên kết giảmnhanh chóng. Nó chỉ có thể được sử dụng ởnhữngnơi ít căng thẳng.
Phân loại theo mục đích sử dụng: chung-chất kết dính chuyên dụng, chất kết dính đặc biệt, chẳng hạnnhư chất kết dính cao-keo chịunhiệt (sử dụngnhiệt độ ≥150oC), thấp-keo chịunhiệt (chống lại -Nhiệt độ 50oC hoặc thấp hơn), chất kết dính căng (để dán máy đo biến dạng), chất kết dính dẫn điện, chất bịt kín (niêm phong chân không,niêm phong cơ khí), chất kết dính quang học (không màu và trong suốt, chống lão hóa ánh sáng, chỉ số khúc xạ phù hợp với các bộ phận quang học), ăn mòn-chất kết dính bền, chất kết dính cấu trúc, v.v. Nó cũng có thể được phân loại theo loại chất đóng rắn, chẳng hạnnhư amin-keo epoxy đóng rắn, anhydrit-chất kết dính đã được xử lý, v.v. Nó cũng có thể được chia thành hai-chất kết dính thành phần và một-keo thành phần, keo epoxynguyên chất và keo epoxy biến tính.

3. Đặc tính hoạt động của keo epoxy
Nói chung,nhựa epoxy có chứa liên kết hydroxyl và ether trong cấu trúc củanó, khiếnnó có độ bám dính cao. Do cácnhóm cựcnày, lực điện từ có thể được tạo ra trên các bề mặt liền kề. Trong quá trình đóng rắn, với phản ứng hóa học với chất đóng rắn,nó có thể tạo ra thêm cácnhóm ether và liên kết ether. Nó không chỉ có độ kết dính cao mà còn tạo ra độ bám dính mạnh mẽ. Vì vậy, keo epoxy có độ bền liên kết mạnh vớinhiều vật liệunhư kim loại,nhựa, thủy tinh, gỗ, sợi,… thường được gọi là “keo vạnnăng”.
Các phân tử củanhựa epoxy được sắp xếp chặt chẽ và các chất có trọng lượng phân tử thấp không bị kết tủa trong quá trình đóng rắn. Hơnnữa,nó có thể được điều chế thành dung môi-chất kết dính miễn phí, do đó tỷ lệ congót củanó thường thấp. Nếu chọn chất độn thích hợp, tốc độ congót có thể giảm xuống 0,1-0,2%.
Sự tồn tại của các vòng benzen và chuỗi ether ổn định trong cấu trúcnhựa epoxy và cấu trúc đậm đặc sau khi đóng rắn xác định rằng chất kết dính epoxy có khảnăng chống chịu mạnh mẽ trước tác động của khí quyển, độ ẩm, môi trường hóa học, vi khuẩn, v.v., vì vậy chúng có thể được sử dụng trongnhiều ứng dụng. môi trường khắcnghiệt.
Chất kết dính Epoxy có lực liên kết mạnh và độ bền liên kết cao; co rútnhỏ và kích thước ổn định. Chất kết dínhnhựa epoxy hầunhư không giải phóng các sản phẩm có trọng lượng phân tử thấp trong quá trình đóng rắn. Hệ số giãnnở tuyến tính ít bị ảnh hưởng bởinhiệt độnên độ ổn định kích thước của các bộ phận được liên kết tốt; Sản phẩm keonhựa epoxy được xử lý có đặc tính cách điện tuyệt vời, điện trở suất là 1013~1016Ω.cm và độ bền điện môi là 30~50KV.Mm-1. Các phân tửnhựa epoxy chứa liên kết ether và các chuỗi phân tử được sắp xếp chặt chẽ và đường chéo-mật độ liên kết lớnnên có khảnăng kháng dung môi tốt, kháng dầu, kháng axit, kháng kiềm, khángnước và các đặc tính khác, đặc biệt là kháng kiềm mạnh;nhựa epoxy có khảnăng tương thích tốt vớinhiều loại cao su (chất đàn hồi) vànhựanhiệt dẻo, thậm chí xảy ra phản ứng hóa học;nó có khảnăng phân tán tốt với chất độn và có thể thay đổi tính chất của keonhựa epoxy trong phạm vi rộng;nó có khảnăng xử lý tốt, dễ sử dụng, ít độc tính và ít gây hại hơn;nhựa chứanhiều vòng benzen và dị vòng, chuỗi phân tử kém linh hoạt và chéo-cấu trúc liên kết sau khi đóng rắn không dễ bị biến dạng. Keonhựa epoxy không cứng có độ dẻo dai kém, tương đối giòn, độ bền bong tróc rất thấp và không có khảnăng chống va đập, rung.
Nhựa epoxy chứanhiềunhóm phân cực vànhóm epoxy có hoạt tính caonên có độ bám dính mạnh vớinhiều loại vật liệu phân cực khácnhaunhư kim loại, thủy tinh, xi măng, gỗ,nhựa, đặc biệt lànhững vật liệu có hoạt tính bề mặt cao. Đồng thời, độ bền kết dính của sản phẩm đóng rắn bằng epoxy cũng rất lớnnên độ bền liên kết củanó rất cao. Khinhựa epoxy được xử lý, về cơ bản không tạo ra chất bay hơi phân tử thấp. Độ co thể tích của lớp dínhnhỏ, khoảng 1% đến 2%, là một trongnhững loại có độ congót đóng rắnnhỏnhất trong số các loạinhựanhiệt rắn. Sau khi thêm chất độn,nó có thể giảm xuống dưới 0,2%. Hệ số giãnnở tuyến tính của sản phẩm đóng rắn bằng epoxy cũng rấtnhỏ. Do đó, ứng suất bên trongnhỏ và ít ảnh hưởng đến độ bền liên kết. Ngoài ra, độ rão của các sản phẩm được xử lý bằng epoxynhỏnên độ ổn định kích thước của lớp kết dính tốt. Cónhiều loạinhựa epoxy, chất đóng rắn và chất biến tính. Thông qua thiết kế công thức hợp lý và khéo léo, chất kết dính có thể có khảnăng xử lý cần thiết (chẳng hạnnhư đóng rắnnhanh, đóng rắn ởnhiệt độ phòng, đóng rắn ởnhiệt độ thấp, đóng rắn trongnước, độnhớt thấp, độnhớt cao, v.v.) và hiệu suất cần thiết (chẳng hạnnhư chịunhiệt độ cao, chịunhiệt độ thấp, độ bền cao, tính linh hoạt cao, chống lão hóa, dẫn điện, dẫn từ, dẫnnhiệt, v.v.). Nó có khảnăng tương thích và phản ứng tốt vớinhiều loại chất hữu cơ (monome,nhựa, cao su) và các chất vô cơ (chẳng hạnnhư chất độn, v.v.), và dễ dàng đồng trùng hợp, liên kết chéo, pha trộn, lấp đầy và các sửa đổi khác để cải thiện hiệu suất của lớp kết dính. Nó có thể chống lại sự ăn mòn từnhiều loại môi trườngnhư axit, kiềm, muối và dung môi.
Tùy thuộc vào loại chất đóng rắn được chọn, keo epoxy có thể được xử lý ởnhiệt độ phòng,nhiệt độ trung bình hoặcnhiệt độ cao. Nói chung, chỉ cần áp suất tiếp xúc từ 0,1 đến 0,5 MPa để đóng rắn. Hầu hết các chất kết dínhnhựa epoxy không chứa dung môi và dễ vận hành. Độnhớt xây dựng của chất kết dính epoxynói chung. Thời gian áp dụng và tốc độ đóng rắn có thể được điều chỉnh thông qua công thức để đáp ứng các yêu cầu khácnhau. Điềunày không chỉ giúp dễ dàng đảm bảo chất lượng liên kết mà còn đơn giản hóa quy trình và thiết bị đóng rắn. Sau khinhựa epoxy được xử lý, có thể đạt được đặc tính cách điện tốt; điện áp đánh thủng >35kV/mm, điện trở âm lượng> 1015Ω.cm, hằng số điện môi là 3 đến 4 (50Hz)và điện trở hồ quang là 100 đến 140 giây. Bằng cách thay đổi thành phần keo dánnhựa epoxy (chất đóng rắn, chất làm cứng, chất độn, v.v.), có thể thu được một loạt các công thức kết dính có đặc tính khácnhau để đáp ứng cácnhu cầu khácnhau và có thể tạo ranhiều loại có đặc tính khácnhau bằng cách trộn vớinhiều chất biến tính. Nhiệt độ sử dụng chung củanhựa epoxy bisphenol A dao động từ -60 đến 175°C, có khi lên tới 200°C trong thời gianngắn. Nếu sử dụng loạinhựa epoxy mới chịu đượcnhiệt độ cao và thấp,nhiệt độ sử dụng có thể cao hơn hoặc thấp hơn và khảnăng hấp thụnước củanhựa epoxy thấp.
Tổng quan-Nhựa Epoxy chuyên dụng, chất đóng rắn và phụ gia cónhiềunguồn gốc và sản lượng lớn, dễ pha chế, có thể tiếp xúc-ép và có thể được sử dụng trên quy mô lớn. Nhược điểm chính của chất kết dính epoxy: khi không được gia cố, sản phẩm được xử lý thường giòn, khảnăng bong tróc,nứt và va đập kém; độ bám dính với vật liệu có độ phân cực thấp (chẳng hạnnhư polyetylen, polypropylen, v.v.) thấp. Việc xử lý kích hoạt bề mặt phải được thực hiện trước; một sốnguyên liệu thônhư chất pha loãng hoạt tính và chất đóng rắn có mức độ độc tính và kích ứng khácnhau. Khi thiết kế công thức,nên tránh càngnhiều càng tốt và tăng cường bảo vệ thông gió trong quá trình thi công.
Như có thể thấy ở trên,nhựa epoxy có các đặc tính cơ học toàn diện tốt, đặc biệt là độ bám dính cao, độ conhỏ, độ ổn định tốt và đặc tính cách điện tuyệt vời, tạo cơ sở vật chất cho chất kết dính, ma trận composite, sơn tĩnh điện và các sản phẩm khác.
4. Tiến bộ trong côngnghệ ứng dụng keo epoxy
Nhiệt-Chất kết dínhnhựa epoxy kháng là chất kết dính được làm từnhựa epoxy biến tính, có thể được sử dụng không liên tục ởnhiệt độ 250°C, hoặc thậm chí trong thời gian dài ở 400°C và trong thời gianngắn ở 460°C. Nhựanền của chất kết dínhnày thường tạo ra cácnhóm cứng hơn hoặc tăng độ chéo-mật độ liên kết của sản phẩm được xử lý. Ví dụ,nhựa epoxy cónhóm fluorene, vòngnaphtalene vànhựa epoxy đa chứcnăng hoặc chất kết dínhnhựa epoxy biến tính với maleimide và silicone có thể đáp ứng các yêu cầu về thời gianngắn.-chịunhiệt độ cao và cường độ cao ở 460°C. Trongnhữngnăm gần đây, với sự phát triển của các thiết bị điện tử và côngnghiệp hàng không vũ trụ, yêu cầu về khảnăng chịunhiệt độ cao và khảnăng chống mài mònngày càng cao hơn. Khi máy bay bay với tốc độ cao trong bầu khí quyển,nhiệt độ đôi khi có thể lên tới hàngnghìn độ do quá trình đốtnóng khí động học và thậm chí lànóngnhất.-vật liệu kim loại bền sẽ bịnóng chảy. Vì vậy, để giảm trọng lượng, vật liệu composite chịunhiệt độ cao thường được sử dụng để thay thế vật liệu kim loại. Ngay cả trongngành điện, điện tử, chất bịt kín có thể chịu đượcnhiệt độ cao 350°C vàngọn lửa đều-chất kết dính cách điện chịu được 500-1000°C đã được đề xuất. Chất đóng rắn epoxy dòng F được phát triển bởi Tập đoàn Hàng khôngnước tôi và các chất đóng rắn epoxy dòng B, H và HE được phát triển gần đây có thể làm chonhựa epoxy chịu đượcnhiệt độ cao 500°C và có đặc tính chống cháy tuyệt vời, khảnăng chống mài mòn và hiệu suất xử lý tốt.
Phương pháp chuẩn bị và kết dínhnhựa epoxy biến tính khắc phục đượcnhữngnhược điểm về độ giòn và khảnăng chịunhiệt độ kém của chất kết dính epoxy thông thường. Đặc điểm kỹ thuật chính củanó lànhựa epoxy biến tính prepolyme polyurethane (thành phần A) và chất đóng rắn tự chế (thành phần B) được xây dựng theo tỷ lệ 10:1 đến 1:1 (tỷ lệ trọng lượng) để tạo thành một hệ thống bảo dưỡng chịu đượcnhiệt độ cao, bền và có tính phản ứng cao. Chất chuẩn bị polyurethane là một chất chuẩn bị polysiloxane polyurethane được kết thúc bằng cácnhóm isocyanate, được tạo ra bằng cách phản ứng với hydroxyl polysiloxane và diisocyanate cuối cùng theo một tỷ lệnhất định trongnhững điều kiệnnhất định. Chất chuẩn bị polyurethane sau đó được sử dụng để biến tínhnhựa epoxy. Chất đóng rắn tự chế bao gồm diamine, hợp chất imidazole, chất liên kết silane, chất độn vô cơ và chất xúc tác. Chất kết dínhnhựa epoxy biến tínhnày có thể được xử lý ởnhiệt độ phòng và có thể được sử dụng trong thời gian dài ở 200oC hoặc được xử lý ở -5oC với khảnăng chịunhiệt độ 150oC; độ bền liên kết là 15-30Mpa; chữ T-độ bền vỏ là 35-65N/cm, vànó có khảnăng chống dầu, chốngnước, kháng axit, kháng kiềm và kháng dung môi hữu cơ tuyệt vời. Nó có thể liên kết các bề mặt ẩm ướt, bề mặt dầu, kim loại,nhựa, gốm sứ, cao su cứng, gỗ, v.v.

Để cải thiện độ bền củanhựa epoxy,nhựa thường được tăng cường bằng cách thêm thành phần thứ hai để cải thiện độ dẻo dai củanhựa epoxy. Theo báo cáo, chủ yếu có chất lỏng làm cứng, làm cứng, làm cứng vi mô đàn hồi, tinh thể lỏngnhiệt động (TLCP) làm cứng và trộn polyme, sửa đổi đồng trùng hợp, v.v.
Biến đổi độ cứng cao su lỏng thường đề cập đến cao sunitrile lỏng, poly, v.v. có chứa cácnhóm carboxyl, amin, hydroxyl, thiol và epoxy cuối cùng, có thể trộn vớinhựa epoxy và kết tủa trong quá trình đóng rắn để tạo thành hai-cấu trúc pha của "mô hình đảo". Thông qua sự tương tác của cácnhóm hoạt động, các liên kết hóa học được hình thành ở bề mặt tiếp xúc của hai pha để đóng vai trò tăng cường. Trongnhữngnăm gần đây,ngoài việc sử dụng pre-phản ứng phụ của cao su lỏng hoạt tínhnguyên chất,nó đã phát triển sang thế hệ thứ hai sử dụng cao-nhựa epoxy chứcnăng và thế hệ thứ ba sử dụng chất xúc tác metallicocene để điều chế các chất đồng trùng hợp khốinhằm biến đổi các chất chuẩn bị epoxy. Sau khi sửa đổinhư vậy, không chỉ độ bền của lớp vỏ được cải thiện mà các tính chất cơ vànhiệt tổng thể cũng không giảm đáng kể.
Chất kết dính epoxy cường lực polyurethane được hình thành bởinhựa polyurethane và epoxy để tạo thành bán-polyme mạng thấm (SIPN) và mạng lưới polyme xuyên thấu (IPN), có khảnăng trộn lẫn cưỡng bức và tác dụng hiệp đồng, do đó polyurethane có độ đàn hồi cao vànhựa epoxy có độ bám dính tốt được kết hợp hữu cơ và đạt được hiệu quả làm cứng tốt thông qua sự bổ sung và gia cố.
Đơn-thành phầnnhiệt độ phòng độ ẩm-Chất kết dính epoxy đóng rắn là chất kết dính epoxy được đóng rắn bằng ketimine biến tính làm chất đóng rắn. Đặc điểm củanó là có thể được xử lý trong điều kiện ẩm vànhiệt độ thấp, đồng thời có thể cải thiện khảnăng chịunhiệt độ và khảnăng chống ăn mòn của các sản phẩm được xử lý bằngnhựa epoxy. Chất đóng rắn ketimine biến tính phenolic, lần đầu tiênnó được phản ứng với formaldehyde và m-phenylenediamine để tạo thành amin phenolic, sau đó phản ứng với metyl isobutyl ketone để tạo thành ketimine biến đổi phenolic. Hiệnnay, Trung Quốc đangnỗ lựcnghiên cứu côngnghệ đóng rắnnhanh của keo epoxy đóng rắnnhanh dướinhiệt độ thấp và độ ẩm thấp. Hiện tại, haingười-Thành phần keo epoxy đóng rắn ởnhiệt độ phòng được phát triển ở Trung Quốc có thể chịu đượcnhiệt độ 200-260oC, lên tới 275oC và có thể tạo gel trong 2-6 phút ở 25oC, chữa khỏi hoàn toàn sau 3-8 giờ, và độ bền vỏ của quá trình xử lý bằng polyether diamine có thể đạt tới 4-5kN/m. Thấp-Chất kết dính epoxy đóng rắnnhanh ởnhiệt độ được làm bằngnhựa epoxy bisphenol F. Nó được kết hợp với diphenyl decyl photphit, DMP-30, v.v., và có thể được chữa khỏinhanh chóng tại -5oC. Nó đã được phát triển và ứng dụng trong lĩnh vực xây dựng dân dụng. Nó chủ yếu được sử dụng để liên kết "kỹ thuật tích hợp" bê tông, sửa chữa công trình, sửa chữa sản phẩm và liên kết vật liệu xây dựng. Trong kỹ thuật xây dựng,nó có thể thay thế đinh tán, hàn và các quá trình kếtnối kết cấu khác, đồng thời được sử dụng để liên kết các tấm đá cẩm thạch vànhân tạo khácnhau.
Cao-Côngnghệ sửa chữa vật liệu composite cường độ là xu hướng tương lai của sự phát triển chống bênngoài-Côngnghệ sửa chữa lớp ăn mòn cho đường ống dẫn dầu khí. Đây là côngnghệ sử dụng hiệu suất cao-ma trậnnhựa hiệu suất để liên kết các vật liệu gia cố để tạo thành một cấu trúc bảo vệ, do đónó có độ bềnnén và độ bền kéo và lực liên kết cao. Trong quá trình thi công sửa chữa, không cần dừng đường ống hoặc giảm áp suất. Đồng thời,nó có ưu điểm là vận hành đơn giản và thuận tiện, đào tạonhân viên xây dựng dễ dàng, hiệu quả gia cố tốt và mang lại lợi ích kinh tế đáng kể. Côngnghệ sửa chữa vật liệu composite có thể thực hiện được trên-công trường xây dựng quanh co và trong-chữa bệnh tại chỗ. Quá trình thi công làngọn lửa mở, an toàn và thuận tiện. Thứ ba, độ bền của vật liệu composite được gia cố bằng sợi thủy tinh, sợi carbon hoặc vải cao hơnnhiều so với thép thông thường, giúp hiệu quả sửa chữa và gia cố vật liệu composite cao hơn; vật liệu composite có thể thiết kế được và có thểnhắm mục tiêu theo độ dày, số lớp, sự phân bố sợi và các khía cạnh khác tùy theo mức độ hư hỏng khuyết tật và điều kiện ứng suất, đồng thời độ tin cậy của việc sửa chữa cao; chất kết dính giữa các lớp bằng sợi thủy tinh hoặcnhựa gia cố bằng sợi carbon-vật liệu composite dựa trên có độ bám dính giao diện tốt, bịt kín và chống ăn mòn tuyệt vời với kim loại, có thể làm giảm đáng kể thiệt hại ăn mòn thứ cấp trong quá trình vận hành đường ống. Trong côngnghệ sửa chữa vật liệu composite, việc lựa chọn chất kết dính có ảnh hưởng quan trọng đến hiệu quả bảo vệ củanó.
Khi polyurethane được sử dụng để làm cứng chất kết dínhnhựa epoxy, đoạn chuỗi polyurethane thâmnhập vào đoạn chuỗinhựa epoxy để tạo thành cấu trúc mạng polymer xuyên thấu (IPN) hoặc mộtnửa-cấu trúc mạng polymer xen kẽ (SIPN). Donhựa polyurethane vànhựa epoxy có độ hòa tan khácnhaunên vật liệu IPN cho thấy mức độ tách pha khácnhau,nhưng do sự vướng víu lẫnnhau giữa các mạngnên xảy ra "khảnăng trộn lẫn cưỡng bức", làm tăng khảnăng tương thích; và một khi polyme được chéo-được liên kết, mạng vướng víu lẫnnhau sẽ cố định vùng pha. Do các hạt polyurethane được phân tán trong phanhựa epoxy liên tụcnên độ bền của hệ thống tăng lên,nồng độ ứng suất của vật liệu đông đặc bị phân tán và độ bền cắt tăng lên. Với sự gia tăng lượng polyurethane được thêm vào, độ bền cắt tăng dần,nhưng khi hàm lượng polyurethane vượt quá 13,04%, mức độ thâmnhập của cấu trúc mạng polymer xen kẽ được hình thành bởi polyurethane/nhựa epoxy đã đạt đến độ bão hòa. Tăng thêm lượng polyurethane, mạng lưới polyme xuyên thấu sẽ có sự thâmnhập lẫnnhau quá mức,nhựa polyurethane vànhựa epoxy sẽ tách ra, các vếtnứt sẽ hình thành và khảnăng tương thích củanhựa polyurethane vànhựa epoxy sẽ giảm mạnh. Vì vậy xét về độ bền cắt thì lượng polyurethane tối ưu là 13,04%. Độ bền của lớp vỏ chủ yếu liên quan đến hiệu suất liên kết và tính linh hoạt của chất kết dínhnhựa epoxy. Quy luật thay đổi của hệ cấu trúc mạng polyme xuyên thấu được hình thành bởinhựa polyurethane vànhựa epoxy cho thấy khi lượng polyurethane thêm vào tăng lên thì độ dẻo của sản phẩm đóng rắn tăng trước rồi giảm xuống, do đó độ bền bong tróc của keonhựa epoxy sẽ đầu tiên tăng và sau đó giảm khi tăng lượng polyurethane thêm vào. Khi polyurethane đạt tới 20%, độ bền của lớp vỏ bắt đầu giảm khi lượng polyurethane được thêm vào tăng lên. Vì vậy, để có độ bền vỏ, liều lượng polyurethane tốtnhất là 20%.
Trong sốnhiều côngnghệ làm cứngnhựa epoxy, tác dụng làm cứng của chất đàn hồi được thể hiện bằng polyurethane là đáng kểnhất. Tuynhiên,nhựa epoxy là một loạinhựanhiệt dẻo tuyến tính và sẽ không tự cứng lại. Chỉ bằng cách thêm chất đóng rắn để làm chonó vượt qua-nó có thể được liên kết từ cấu trúc tuyến tính đến cấu trúc lưới hoặc thân máy. Vì vậy, khi sử dụng polyurethane để làm cứngnhựa epoxy, cần phải bổ sung thêm chất đóng rắn để đáp ứng yêu cầu về hiệu suất đóng rắn trong quá trình thi công. Nhựa epoxy chứanhiều vòng benzen hoặc vòng dị vòng và chuỗi phân tử không linh hoạt. Nhựa epoxy đóng rắn có độ chéo cao-cấu trúc liên kết, không dễ bị biến dạng. Do đó, chất kết dínhnhựa epoxy cónhữngnhược điểmnhư độ bền không đủ, dễnứt, độ bền bong tróc thấp và khảnăng chống va đập kém, khiến ứng dụng của chúng bị hạn chế đáng kể. Do đó, việc biến đổi độ cứng củanhựa epoxy có ýnghĩa thực tiễn quan trọng và triển vọng ứng dụng cho ứng dụng củanó trong sửa chữa đường ống.
Trong thực tế, chất kết dính có thể lưu hóa ởnhiệt độ phòng và sử dụng trong môi trườngnhiệt độ cao thường được yêu cầu. Ví dụ, chất kết dính kết cấu được sử dụng trong xây dựng không chỉ cần có khảnăng chịu đượcnhiệt độ cao đểngăn chặn sự sụp đổ tổng thể của tòanhà trong đám cháy mà còn không thể gianhiệt và xử lý do diện tích liên kết lớn. Tuynhiên, chất kết dính EP xử lý ởnhiệt độ phòng thường không thể được sử dụng ởnhiệt độ cao vànhiệt độ-Chất kết dính EP bền thường cần phải được làmnóng để đóng rắn hoàn toàn. cái đó-được gọi là xử lý ởnhiệt độ phòng thường đề cập đến phương pháp xử lý có thể tạo gel trong vòng vài phút hoặc vài giờ ởnhiệt độ phòng (20-30°C), và chữa khỏi hoàn toàn trong vòng 7ngày và đạt cường độ sử dụng được. Mặc dù đã đạt được một số tiến bộ về chất kết dính có thể xử lý ởnhiệt độ phòng và được sử dụng ởnhiệt độ cao,nhưng vẫn còn một khoảng cách đáng kể giữanhu cầu và tương lai. Trong tương lai, chúng tanên tăng cườngnghiên cứu cơ chế đóng rắn của chất kết dính EP, phát triển các chất đóng rắn hoạt tính đa chứcnăng, tổng hợpnhựa ma trận EP đa chứcnăng mới, khám phá các phương pháp sửa đổi mới và chất độn mới chonhựa EP, đồng thời phát triểnnghiên cứu và phát triển chất kết dính theo hướng bảo tồn tàinguyên và thân thiện với môi trường trên cơ sởnâng cao hiệu quả hoạt động.
Nguồn bài viết: Polyurethane toàn cầu
Tuyên bố miễn trừ tráchnhiệm: Các bài viết được xuất bản trên tài khoản công khai WeChat của Hiệp hội Vật liệu Composite Trung Quốc chỉ được sử dụng để trao đổi và chia sẻ kiến ​​thức chuyên môn về vật liệu composite và thông tin thị trường và không được sử dụng cho bất kỳ mục đích thương mạinào. Nếu bất kỳ cánhân, tổ chứcnào có thắc mắc về bản quyền của bài viết hoặc tính xác thực, chính xác củanội dung bài viết, vui lòng liên hệ với chúng tôi trong thời gian sớmnhất. Chúng tôi sẽ giải quyếtnó một cách kịp thời.
Tiêu đề gốc: "[Thông tin vật liệu tổng hợp] Phân loại, đặc tính hoạt động và phân tích ứng dụng của keo dánnhựa epoxy"