Средство за очвршћавање епоксида
Средство за очвршћавање епоксида је класа хемијски реактивних супстанци које могу да реагују са молекулима епоксидне смоле да конвертују линеарне или разгранате епоксидне предполимере у термореактивне материјале са тродимензионалном мрежном структуром, који служе као незаменљива кључна компонента у системима за наношење епоксидне смоле.
Сама епоксидна смола је термопластични олигомер који садржи две или више епокси група (-ЦХ(О)ЦХ-) у својој молекуларној структури, са одличном адхезију, хемијском отпорношћу, електричном изолацијом и стабилношћу димензија. Међутим, постоји у течном или чврстом облику на собној температури и не може се директно користити као структурни материјал.
Само када се епоксидна смола помеша са агенсом за очвршћавање у одређеном односу, кроз додавање отварања прстена, поликондензацију или реакцију каталитичке полимеризације између активних група у молекулу средства за очвршћавање (као што су амино, анхидрид, меркапто, изоцијанатне групе, итд.) и епокси групе могу да формирају високо унакрсну структуру респокси, да би се формирала експоксина мрежа, да би се формирала експокси група која је унакрсно повезана. изузетна механичка чврстоћа, отпорност на топлоту, отпорност на раствараче и дугорочне перформансе.
Као кључни фактор који одређује коначна својства и поља примене материјала од епоксидне смоле, хемијска структура, функционалност, реактивност и доза средства за очвршћавање директно утичу на температуру стакластог прелаза, механичка својства, степен отпорности на температуру, услове процеса очвршћавања и применљиве сценарије очврслог производа.
Класификација према хемијском саставу и реакционом механизму
Средства за очвршћавање епоксида могу се поделити у седам главних категорија:
Средства за очвршћавање амина
Најшире коришћени тип, укључујући алифатичне амине (диетилентриамин ДЕТА, триетилентетрамин ТЕТА, тетраетиленпентамин ТЕПА), циклоалифатске амине (изофорон диамин ИПДА, 1,2-циклохександиамин), ароматичне амине (м-фенилендиамин ДПМДА, ДДС), и модификовани амини (Манихове базе, полиамиди, кетимини).
- Алифатични амини: висока реактивност, брзо очвршћавање на собној или ниској температури, али висока крхкост и ограничена отпорност на топлоту.
- Циклоалифатски амини: светле боје, добро задржавају боју, не жуте, погодне за висококвалитетне декоративне премазе.
- Ароматични амини: захтевају термичко очвршћавање, одличну топлотну и хемијску отпорност, користе се у високотемпературним структурним лепковима и композитима.
- Модификовани амини: оптимизована токсичност, век трајања и својства очвршћавања, главни токови у индустријској примени.
Анхидридна средства за очвршћавање
(Анхидрид фталне киселине ПА, анхидрид малеинске киселине МА, метилтетрахидрофтални анхидрид МТХПА, метилнадни анхидрид МНА).
Углавном се користи за електричну изолацију и високотемпературне структурне делове. Осушени производи имају високу отпорност на топлоту и одлична диелектрична својства, али захтевају средње-високу температуру (120–180°Ц) и дуго време очвршћавања.
Средства за очвршћавање имидазола
(2-метилимидазол, 2-етил-4-метилимидазол).
Основни катализатори који катализују хомополимеризацију епоксидних група са отварањем прстена путем ањонске полимеризације. Двострука функција као средство за очвршћавање и акцелератор, погодна за латентне једнокомпонентне системе и брзо очвршћавајућу електронску инкапсулацију.
Средства за очвршћавање фенолне смоле
(Новолац, ресоле).
Реаговати са епокси групама преко фенолних хидроксилних група да би се формирали епокси-фенолни системи отпорни на високе температуре и аблације, који се користе у материјалима отпорним на аблацију у ваздухопловству.
Меркаптан средства за очвршћавање
(Политиоли, полимери са крајњим тиолом).
Брза брзина реакције, брзо очвршћавање на ниским температурама или у влажном окружењу, погодно за хитне поправке, подводну примену и брзо лепљење.
Изоцијанатна средства за очвршћавање
Реаговати са епоксидним или хидроксилним групама преко изоцијанатних група да би се формирале епокси-полиуретанске мреже које се међусобно прожимају, комбинујући снагу епоксида и жилавост полиуретана.
Латентна средства за очвршћавање
(Дицијандиамид ДИЦИ, микрокапсулирани амини, кетимини).
Стабилан са епоксидном смолом на собној температури; очвршћавање изазвано топлотом или специфичним стимулусима (притисак, влага). Погодно за једнокомпонентне лепкове, прашкасте премазе и препреге.
Принципи избора средстава за очвршћавање епоксида
Избор средстава за очвршћавање епоксида захтева свеобухватно разматрање техничких фактора и захтева примене:
- Реактивност и температура очвршћавања: алифатични или модификовани амини за собну температуру; циклоалифатски амини или унапређени системи за средњу температуру (60–100°Ц); ароматични амини, анхидриди или фенолне смоле за високе температуре (>120°Ц).
- Рок трајања и процесни период: системи брзог очвршћавања (време гела < 30 мин) за мало ливење и брзу поправку; системи дугог века трајања (време гела > 4 х) за ливење великих компоненти, вакуумску инфузију и намотавање филамента.
- Својства осушеног производа: ароматични амини или анхидриди за високу чврстоћу и отпорност на топлоту; полиамиди или каљени модификовани амини за високу жилавост; циклоалифатски амини или фенолне смоле за високу водоотпорност; циклоалифатски амини или хидрогенизовани анхидриди за високу транспарентност.
- Трендови заштите животне средине и безбедности: ниска токсичност, ниска испарљивост, модификовани амини са слабим мирисом, агенси за очвршћавање на бази воде и агенси за очвршћавање на бази биологије.
- Посебне примене: ултра-чисти агенси за очвршћавање са ниским садржајем хлора, мало натријума и ниском емисијом алфа-честица за електронску амбалажу; Системи усаглашени са ФДА/ЕУ за материјале у контакту са храном; специјална средства за очвршћавање за ваздухопловство отпорна на ватру, зрачење и просторно окружење.
Имамо и друге хемикалије за третман воде као што су полиалуминијум хлорид, алуминијум хлорохидрат, полифери сулфат, биохемијске бактерије, полиакриламид пам и средство за уклањање боје.