不同分子結(jié)構(gòu)的固化劑所得環(huán)氧樹脂固化物的性能是不同的。這里主要說明固化劑對(duì)耐水性、耐藥品性、耐熱性及耐γ射線幅照型的影響。 在環(huán)氧樹脂的分子內(nèi)有親水性氫氧基和醚鍵。不同種類的固化劑固化環(huán)氧樹脂帶來的吸水性是不同的。一般酸酐系<胺類固化劑(吸水性大)<酚系固化劑。酸酐固化劑吸水性低于胺類固化劑是因?yàn)樗狒铜h(huán)氧反應(yīng)生成酯健,但酯健亦有可能水解。固化劑對(duì)吸水性的影響,也反映在固化劑固化環(huán)氧樹脂形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)環(huán)氧樹脂吸濕的影響。濕氣副I環(huán)氧樹脂的擴(kuò)散系數(shù)取決于4個(gè)主要因素:1.聚合物的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);2.聚合物的極性,決定聚合物-濕氣親和力;3、聚合物的物理形態(tài);4.高濕條件下微障礙的產(chǎn)生。 酸酐固化劑的耐水性優(yōu)于胺類,但酸酐固化劑的耐水性不但與其結(jié)構(gòu)有關(guān),亦與它們分散到環(huán)氧樹脂里方式有關(guān)。芳香酸酐以分散的方式混合到環(huán)氧樹脂中,而脂肪族酸酐以熔融態(tài)混合到環(huán)氧樹脂里,吸水性顯示很大的差異:以熔融態(tài)混合的樹脂固化物,經(jīng)14周吸水性約%;分散態(tài)混合的樹脂固化物,在6周內(nèi)吸水性就已達(dá)約7.5%。這種差異是因?yàn)楣虘B(tài)芳香酸酐在環(huán)氧樹脂中分散不充分,固化進(jìn)行的不完全所致,因此使用固態(tài)酸酐必須熔融才好,使用適當(dāng)?shù)娜軇┮彩强梢缘摹9袒瘎┓N類不同,吸水性不同,反映在耐水處理后的粘接強(qiáng)度也不同。將121℃耐水處理后,其粘結(jié)強(qiáng)度酚系固化劑>胺系固化劑>酸酐系固化劑。因此酚類固化劑經(jīng)常使用在特別需要耐水性的部位。 上述固化劑對(duì)環(huán)氧樹脂固化物耐水性的影響,是一種靜態(tài)結(jié)果。實(shí)際上環(huán)氧樹脂廣泛應(yīng)用于建筑、土木、車輛、各種設(shè)備、船舶等,除了和水、濕氣接觸之外,還要受光化學(xué)、氧化劑、氮氧化物、亞硫酸氣等大氣污染,對(duì)環(huán)氧樹脂固化物也會(huì)產(chǎn)生影響。此時(shí)水、濕氣對(duì)環(huán)氧樹脂固化物的影響時(shí)動(dòng)態(tài)的、也是更真實(shí)、復(fù)雜的。 環(huán)氧樹脂能耐一般的酸堿、油脂及一般的溶劑,但不耐硝酸、乙酸和極性溶劑。耐堿性優(yōu)于其耐酸性。 多元胺固化的環(huán)氧樹脂由于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中含—C—N—鍵,致使粘接性、耐堿性優(yōu)良。氨基的N和金屬易形成氫鍵、防銹效果好,胺濃度高,效果越明顯。就耐藥品性而言,通常芳香胺優(yōu)于脂肪胺。在BF3-胺絡(luò)合物中BF3-芐胺絡(luò)合物優(yōu)于BF3-MEA。酸酐和環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基反應(yīng)形成酯健、耐有機(jī)酸、無機(jī)酸性高,在堿作用下易水解。酚醛樹脂本身就具有良好的耐腐蝕性,特別是耐酸性由于環(huán)氧樹脂,所以常將酚醛樹脂與環(huán)氧樹脂配合使用,用作防腐涂料,罐內(nèi)涂料等。 胺類固化劑的耐藥品性 三亞乙基四胺(TTA)是室溫固化常用的固化劑。它的耐堿性好,但耐酸性和耐福爾馬林性較弱。脂肪族多胺固化雙酚A環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當(dāng)量180~195)的耐丙酮性和耐水性。顯示N-氨乙基哌嗪和聚酰胺(胺值215)固化物的耐沸丙酮性不如二亞乙基三胺,同時(shí)耐沸水性也不如后者。 酸酐固化劑的耐藥品性 各種芳香酸酐和脂環(huán)族酸酐固化環(huán)氧樹脂耐藥品性。自身的耐堿性明顯優(yōu)于耐酸性。苯酮四羧基二酐(BTDA)與順丁烯二酸酐(MA)混合酸酐在不同摩爾比和不同用量時(shí),固化雙酚A環(huán)氧樹脂的耐藥品性。 線型合成樹脂低聚物的耐藥品性 苯胺與甲醛在強(qiáng)酸性催化存在下縮聚而成的苯胺甲醛樹脂,其環(huán)氧樹脂固化物的耐溶劑性、耐化學(xué)藥品性與芳香族二胺固化劑處于同等程度。不同規(guī)格的苯胺甲醛樹脂對(duì)固化物耐丙酮、耐酸堿性的影響。酚醛樹脂由于獨(dú)特的性能(耐熱、耐腐蝕介質(zhì)等)廣泛用于與環(huán)氧樹脂配伍。在沒有促進(jìn)劑時(shí),環(huán)氧樹脂與酚醛樹脂(P/F樹脂)的混合物在常溫下有幾個(gè)月的適用期;當(dāng)添加1%~2%的芐基二甲胺時(shí)可在150℃/40min固化,得到耐久使用的固化物。用叔丁基酚醛樹脂固化環(huán)氧樹脂的涂料耐有機(jī)酸較弱外,具有優(yōu)良的耐酸堿性;該涂料在同類及酯類溶劑中無明顯變化,但不耐二甲苯。該涂料在50℃,20℃H2SO4介質(zhì)環(huán)境中可運(yùn)行2年,使耐酸容器的使用壽命提高5~6倍。該涂料用于酸性介質(zhì)的地坪已安全運(yùn)行多年。以硼酚醛樹脂改性環(huán)氧樹脂,可以提高環(huán)氧樹脂的耐腐蝕性。 |