各種固化劑的固化溫度各不相同,固化物的耐熱性也有很大不同。一般地說,使用固化溫度高的固化劑可以得到耐熱優(yōu)良的固化物。對于加成聚合型固化劑,固化溫度和耐熱性按下列順序提高:脂肪族多胺<脂環(huán)族多胺<芳香族多胺≈酚醛<酸酐。
催化加聚型固化劑的耐熱性大體處于芳香多胺水平。陰離子聚合型(叔胺和咪唑化合物)、陽離子聚合型(BF3絡(luò)合物)的耐熱性基本上相同,這主要是雖然起始的反應(yīng)機理不同,但最終都形成醚鍵結(jié)合的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
反應(yīng)屬于化學反應(yīng),受固化溫度影響很大,溫度增高,反應(yīng)速度加快,凝膠時間變短;凝膠時間的對數(shù)值隨固化溫度上升大體呈直線下降趨勢,但固化溫度過高,常使固化物性能下降,所以存在固化溫度的上限;必須選擇使固化速度和固化物性能折衷的溫度,作為合適的固化溫度。
按固化溫度可把固化劑分為四類:低溫固化劑固化溫度在室溫以下;室溫固化劑固化溫度為室溫~50℃;中溫固化劑為50~100℃;高溫固化劑固化溫度在100℃以上。屬于低溫固化型的固化劑品種很少,有聚琉醇型、多異氰酸酯型等;國內(nèi)研制投產(chǎn)的T -31改性胺、YH—82改性胺均可在0℃以下固化。屬于室溫固化型的種類很多:脂肪族多胺、脂環(huán)族多胺;低分子聚酰胺以及改性芳胺等。屬于中溫固化型的有一部分脂環(huán)族多胺、叔胺、瞇唑類以及三氟化硼絡(luò)合物等。屬于高溫型固化劑的有芳香族多胺、酸酐、甲階酚醛樹脂、氨基樹脂、雙氰胺以及酰肼等。
對于高溫固化體系,固化溫度一般分為兩階段,在凝膠前采用低溫固化,在達到凝膠狀態(tài)或比凝膠狀態(tài)稍高的狀態(tài)之后,再高溫加熱進行后固化(post-cure),相對之前段固化為預(yù)固化(pre-cure)。
環(huán)氧樹脂必須與固化劑反應(yīng)以生成三向立體結(jié)構(gòu)才具有實用價值。因此固化劑的結(jié)構(gòu)與品質(zhì)將直接影響環(huán)氧樹脂的應(yīng)用效果。國外對固化劑的研究與開發(fā)遠比環(huán)氧樹脂活躍,與環(huán)氧樹脂品種相比,固化劑品種更多,且保密性很強。每開發(fā)一種新的固化劑就可以解決一個方面的問題,就相當于開發(fā)一種新的環(huán)氧樹脂或開辟了環(huán)氧樹脂一個新的用途??梢?,開發(fā)新型固化劑遠比開發(fā)新型環(huán)氧樹脂更為重要。
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