芳香多胺類固化劑
芳香多胺在室溫下多為固體,芳香多胺類固化劑與環(huán)氧樹脂混合時(shí),放熱效應(yīng)不明顯,但隨著溫度升高,固化物體系同樣明顯出現(xiàn)放熱峰值。因?yàn)榉枷愣喟奉惞袒瘎┕袒w系經(jīng)常需要進(jìn)行加熱固化,所以在用芳香多胺類固化劑的成型操作中,同樣應(yīng)注意放熱效應(yīng)造成的不利影響。
測定胺固化劑一環(huán)氧體系的熱效應(yīng)對(duì)評(píng)選固化劑有重要意義。這可以用測定放熱曲線的方法來進(jìn)行評(píng)價(jià)。
凝膠是固化過程中的一個(gè)階段。環(huán)氧樹脂的固化過程首先是在引發(fā)劑的作用下產(chǎn)生活性反應(yīng)中心,環(huán)氧小分子之間發(fā)生化學(xué)鍵合(環(huán)氧環(huán)打開),分子鏈長大,然后支化,交聯(lián)等發(fā)生一系列連續(xù)變化。
當(dāng)分子反應(yīng)到開始形成交聯(lián)結(jié)構(gòu),樹脂即失去流動(dòng)性,稱為凝膠現(xiàn)象。此時(shí),只有一部分小分子連接到交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中,隨著反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行,當(dāng)全部可反應(yīng)的官能團(tuán)都發(fā)生化學(xué)鍵合,連接到交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中時(shí),即完成固化。
一般熱固性樹脂均具有以上凝膠固化特性,環(huán)氧樹脂是其中非常典型的一類。熱固性樹脂的化學(xué)反應(yīng)通常是通過熱引發(fā)產(chǎn)生,所以會(huì)有固化溫度,此時(shí)反應(yīng)速率較佳。
但是,高分子的熱運(yùn)動(dòng)有很強(qiáng)的溫度敏感性,因此可以通過時(shí)溫等效的方式完成化學(xué)反應(yīng),即較低的溫度和較長的反應(yīng)時(shí)間也可以實(shí)現(xiàn)樹脂固化。
這就是為什么樹脂必須低溫儲(chǔ)存,否則會(huì)失效。值得注意的是,低溫固化得到的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不同于高溫固化,因此會(huì)影響固化后樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的高低。
如果只是配膠工藝,建議降低溫度(e.g.低于引發(fā)溫度),才能不影響樹脂的工藝性,特別是流動(dòng)性和粘度。
如果樹脂固化反應(yīng)速率較快或放熱量高(可通過DSC測試確定),可在標(biāo)準(zhǔn)固化溫度下加一個(gè)相對(duì)低的固化溫度區(qū)間,以引導(dǎo)樹脂齊頭并進(jìn)地進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),從而獲得一個(gè)固化均勻沒有內(nèi)應(yīng)力的材料。
中文名稱:2,2-二羥甲基丁酸
中文同義詞:擴(kuò)鏈劑親水劑dmba,2,2-二羥甲基丁酸;2,2-雙(羥甲基)丁酸;二羥甲基丁酸;雙羥甲基丁酸;二羥甲基丁酸(dmba);2,2-二羥甲基丁酸(dmba)
英文名稱:2,2-Bis(hydroxymethyl)butyric acid
英文同義詞:2,2-Dimethylolbutyric Acid;2,2-Bis(Hydroxymethyl)Butyric
Acid;2,2-Bis(Hydroxymethyl)-N-Butyric Acid;2,2-Bis(Hydroxymethyl)Butanoic
Acid;Dimethylolbutanoicacid(dmba);Dimethylolbutanoicacid;
CAS號(hào):10097-02-6 EINECS號(hào):424-090-1
分子式:C6H12O4 分子量:148.16
物化性質(zhì):外觀為白色晶體,熔點(diǎn)108-115 °C ,可溶于水、甲醇、丙酮等。
2,2-二羥甲基丁酸(擴(kuò)鏈劑親水劑dmba)用途:dmba是帶有兩個(gè)活性的羥甲基團(tuán)的新戊基羧酸,因此可以被用作合成水性高分子體系,可廣泛用于水溶性聚氨酯、聚酯、環(huán)氧樹脂等方面。dmba在不同溶劑中具有比dmpa更好的溶解性能,因此可以使工作效率得到很大的改善。
dmba被視為水性聚氨酯用新一代綠色環(huán)保型擴(kuò)鏈劑和內(nèi)乳化劑,生產(chǎn)水性聚氨酯膠黏劑,無需使用有機(jī)溶劑,有機(jī)殘留物為零。不存在使用dmpa熔點(diǎn)高、溶解慢、反應(yīng)時(shí)間長、能耗高、產(chǎn)品性能差、需要加入有機(jī)溶劑、溶劑殘留量大等問題。還可用于水性環(huán)氧樹脂、聚酯等膠黏劑的制造。目前水性聚氨酯、水性樹脂、水性膠粘劑、水性涂料等水性產(chǎn)品多用途改性助劑(親水?dāng)U鏈劑),作為單體,改性過程中,二羥甲基丁酸(dmba)無需添加任何有機(jī)溶劑(以水代替),生產(chǎn)工藝更加簡單,性能穩(wěn)定,.其中二羥甲基丙酸(dmpa)以優(yōu)越的性價(jià)比使得其在水性領(lǐng)域應(yīng)用較為普遍!
用途:
1.水性聚氨酯/聚酯體系涂料、膠粘劑、皮革涂飾的生產(chǎn)中。
2.涂料助劑,用于水溶性聚氨酯、環(huán)氧樹脂、膠粘劑等。
3.dmba是帶有兩個(gè)活性的羥甲基團(tuán)的新戊基羧基,因此可以被用作合成水性高分子體系,可廣泛用于水溶性聚氨酸、聚酯、環(huán)氧樹脂等方面。dmba在不同溶劑中具有比dmpa更好的溶解性,因此可以使工作效率得到很大的改善。
dmba和dmpa相比,dmba存在如下明顯優(yōu)點(diǎn):
(1). dmba在有機(jī)溶劑中有更好的溶解性,下表為dmba與dmpa在不同溫度下,在不同溶劑中的溶解度數(shù)據(jù);(單位g/100g溶劑)
由于dmba具有優(yōu)良的溶解性和低熔點(diǎn),因而它在合成水性聚氨酯乳液過程不需要溶劑或少加溶劑。
(2).高反應(yīng)率,反應(yīng)速度快,反應(yīng)溫度低。合成聚氨酯預(yù)聚體反應(yīng)時(shí)間短,一般只要50-60分鐘,而dmpa則要150-180分鐘。這是因?yàn)?a href=http://343800.com.cn/chanpinzhongxin/jaz/2018-05-16/20.html target=_blank class=infotextkey>dmba結(jié)構(gòu)中比dmpa多了一個(gè)亞甲基,使羧基與亞甲基的距離加大,羧基與異氰酸酯的空間位阻減少,從而使反應(yīng)速率增大。
(3).用于水性聚氨酯乳液其粒徑更細(xì)且分布窄,膠膜性能優(yōu)異,光澤度高。
一般在標(biāo)準(zhǔn)固化制度下,樹脂的固化度通常在85-95%之間,此時(shí)可脫模,讓材料在更高的后固化溫度下通過固相反應(yīng)來達(dá)到更高的固化度。后固化最大的好處是可有效釋放內(nèi)應(yīng)力,防止材料翹曲變形。
DSC可以測量固化時(shí)間的,可以在確定溫度下進(jìn)行等溫固化,考察固化峰和固化結(jié)束后出現(xiàn)平臺(tái)的時(shí)間。DMA也可以考察固化時(shí)間的,在固定溫度下時(shí)間掃描,開始固化時(shí)間為儲(chǔ)能模量和損耗模量的交點(diǎn),固化完全時(shí)間是儲(chǔ)能模量出現(xiàn)平臺(tái)的時(shí)間。
不過測定固化時(shí)間要使樣品完全固化,所以做完等溫之后還要將固化樣再做非等溫,看是否仍有固化峰。若有的話,可以調(diào)整固化條件,80℃/2h+120℃/2h+150℃/3h這種固化條件也是通過DSC摸索出來的。
依靠涂料中溶劑的蒸發(fā)或熱熔的方式而得到干硬涂膜的干燥過程稱為物理機(jī)理固化。這是一般可塑性涂料的成膜形式。為了得到平整光滑的漆膜,必須選擇好溶劑。如果溶劑揮發(fā)太快,濃度很快升高,表面的涂料會(huì)因粘度過高失去流動(dòng)性,結(jié)果漆膜不平整;另外溶劑不同會(huì)影響漆膜中聚合物分子的形態(tài),導(dǎo)致漆膜的微觀形態(tài)出現(xiàn)很大差異。
化學(xué)成膜是指先將可溶的(或可熔的)低相對(duì)分子質(zhì)量的聚合物涂覆在基材表面以后,在加溫或其他條件下,分子間發(fā)生反應(yīng)而使相對(duì)分子質(zhì)量進(jìn)一步增加或發(fā)生交聯(lián)而成堅(jiān)韌的薄膜的過程,這種成膜方式是熱固性涂料的成膜方式。
如:干性油和醇酸樹脂通過和氧氣的作用成膜,氨基樹酯與含羥基的醇酸樹酯、聚酯和丙烯酸樹脂通過醚交換反應(yīng)成膜,環(huán)氧樹酯與多元胺交聯(lián)成膜等都是利用化學(xué)反應(yīng)方式成膜的。
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