不同环氧树脂固化剂的固化性能研究.ppt

不同环氧树脂固化剂的 固化性能研究 指导老师：王建民 学 生：楼 波 专业班级：应化0201 选题的目的及意义 n环氧树脂作为涂料、胶黏剂(包括密封胶)、 电绝缘材料及符合材料基材等应用，涉及 到民用、高新技术领域及各工业部门，用 途非常之广泛； n环氧树脂必须与固化剂反应以生成三向立 体结构才具有实用价值。研究环氧树脂固 化剂的固化性能，在不同使用领域研究不 同固化剂的固化性能具有很大的实际应用 意义。 论文的主要研究内容 n不同固化剂种类、用量及温度等因素对环 氧树脂固化产物的表面干燥时间、附着力 、硬度、冲击强度以及柔韧性等固化特性 的影响。 胺类固化剂固化机理 n按氮原子上取代基（R）数目可分为一级胺 、二级胺和三级胺 。 一级胺与环氧基反应生成二级胺： RNH2+ CH2 CH RNHCH2CH O OH 与另一环氧基反应生成三级胺 RNHCH2CH + CH2 CH RN(CH2CH) 2 OH O OH 生成的羟基与环氧树脂反应 CH + CH2 CH CH OH O OCH2CH OH 固化剂固化性能的评价方法 n涂膜的表面干燥时间 ； n涂膜的附着力 ； n涂膜的硬度（铅笔硬度）； n涂膜的耐冲击强度 ； n涂膜的柔韧性（抗弯曲强度）； 表 T31固化涂膜24小时后性能 实 验 号 环氧基与 胺基摩尔 比 固化温 度T/ 表干时 间 铅笔硬 度 附着力/ 级 冲击强度 /kgfcm 柔韧性/mm 10.8:10不固化不固化不固化不固化不固化 20.8:1252h20minH3107.5 30.8:15035min2H257.5 40.8:1708min2H157.5 51:10不固化不固化不固化不固化不固化 61:1252h3B1507.5 71:15025min2H0107.5 81:1708min2H057.5 91.2:10不固化不固化不固化不固化不固化 101.2:1251h20min 2H0157.5 111.2:15025minB1450.5 121.2:1706min 2H1101 表 T31固化涂膜24小时后性能 实 验 号 环氧基与 胺基摩尔 比 固化温 度T/ 表干时 间 铅笔硬 度 附着力 /级 冲击强度 /kgfcm 柔韧性/mm 10.8:10不固化不固化不固化不固化不固化 20.8:1251h40min2H1151 30.8:15030min3H1101 40.8:1706min3H0107.5 51:10不固化不固化不固化不固化不固化 61:1251h20min3B1201 71:15025min3H0101 81:1706min3H0107.5 91.2:10不固化不固化不固化不固化不固化 101.2:1251h3B0451 111.2:15025minH0302 121.2:1704min 2H1107.5 表 三乙烯四胺固化涂膜24小时后性能 实 验 号 环氧基与 胺基摩尔 比 固化温 度T/ 表干时 间 铅笔硬 度 附着力 /级 冲击强度 /kgfcm 柔韧性/mm 10.8:10不固化不固化不固化不固化不固化 20.8:1254h40minH2101 30.8:1501h2H2107.5 40.8:17020min2H1157.5 51:10不固化不固化不固化不固化不固化 61:1253h20minHB150.5 71:15045min3H2107.5 81:17016min3H3107.5 91.2:10不固化不固化不固化不固化不固化 101.2:1252hH151 111.2:15030min3H2107.5 121.2:17012min 3H2207.5 固化温度对T31固化性能的影响 n在图3.1中可以看到铅笔硬度 在温度升高后增加，在图3.2 可以看到附着力在温度升高后 降低，在图3.3中可以看到冲 击强度在温度升高后降低。表 明在胺氢和环氧基摩尔比为 0.8:1时，随着温度的升高涂膜 的铅笔硬度逐渐增加，涂膜的 铅笔硬度逐渐降低，涂膜的冲 击强度逐渐降低。表面干燥时 间在温度升高后迅速减少。而 用T31固化剂制备的涂膜的 柔韧性差，涂膜表面脆而易碎 。 固化温度对T31固化性能的影响 n在图3.4中可以看到铅笔硬度 在温度升高后增加，在图3.5 可以看到附着力在温度升高 后降低，在图3.6中可以看到 冲击强度在温度升高后降低 。表明在胺氢和环氧基摩尔 比为0.8:1时，随着温度的升 高涂膜的铅笔硬度逐渐增加 ，涂膜的铅笔硬度逐渐降低 ，涂膜的冲击强度逐渐降低 。表面干燥时间在温度升高 后迅速减少。而T31固化 剂制备的涂膜在此胺氢和环 氧基摩尔比之下有良好的柔 韧性，不易碎裂。 固化温度对三乙烯四胺固化性能 的影响 n在图3.7中可以看到铅笔硬 度在温度升高后增加，在图 3.8可以看到附着力在温度 升高后降低，在图3.9中可 以看到冲击强度在温度升高 后升高。表明在胺氢和环氧 基摩尔比为0.8:1时，随着温 度的升高涂膜的铅笔硬度逐 渐增加，涂膜的铅笔硬度逐 渐降低，涂膜的冲击强度逐 渐升高。表面干燥时间在温 度升高后迅速减少。在此胺 氢和环氧基摩尔比之下用三 乙烯四胺制备的涂膜具有良 好的柔韧性。 T31用量对固化性能的影响 n在图3.10中可以看到铅笔硬 度在温度升高后降低，在图 3.11可以看到附着力在温度 升高后降低，在图3.12中可 以看到冲击强度在温度升高 后升高。表明在温度50时 ，胺氢和环氧基摩尔比增加 时涂膜的铅笔硬度逐渐降低 ，涂膜的铅笔硬度逐渐降低 ，涂膜的冲击强度逐渐升高 。在图3.11中的基团比为2时 ，有非常好的附着力，没有 任何脱落现象，有待于进一 步研究原因。表面干燥时间 在温度升高后迅速减少。在 50下用T313种不同配比 制备的涂膜柔韧性差，易碎 。 T31用量对固化性能的影响 n在图3.13中可以看到铅笔 硬度在温度升高后降低， 在图3.14可以看到附着力 在温度升高后降低，在图 3.15中可以看到冲击强度 在温度升高后升高。表明 在温度50时，胺氢和环 氧基摩尔比增加时涂膜的 铅笔硬度逐渐降低，涂膜 的铅笔硬度逐渐降低，涂 膜的冲击强度逐渐升高。 表面干燥时间在温度升高 后迅速减少。在50下用 T313种不同配比制备的 涂膜柔韧性良好，能够达 到2mm甚至1mm。 三乙烯四胺用量对固化性能的影响 n在图3.16中可以看到铅笔硬 度在温度升高后升高，在 图3.17可以看到附着力在温 度升高后不变，在图3.18中 可以看到冲击强度在温度 升高后不变。表明在温度 50时，胺氢和环氧基摩 尔比增加时涂膜的铅笔硬 度逐渐升高。而胺氢和环 氧基摩尔比对涂膜的铅笔 硬度和冲击强度的影响不 大。表面干燥时间在温度 升高后迅速减少。在50 下用不同配比的三乙烯四 胺制备的涂膜柔韧性差， 易碎。 结论与建议 n课题所选的固化剂均为环氧树脂的常温固化剂； 在低温条件下均难以有效的固化环氧树脂；在高 温条件下，固化反应进行很快，表干时间和实干 时间都大大减少，机械性能有不同趋向变化。市 售T31固化剂单独作为环氧树脂的常温固化剂， 硬度能达到2H，附着力可以达到2级，冲击强度 和柔韧性不及T31(课题组合成)；T31的硬度 不及市售T31固化剂，在附着力、冲击强度和柔 韧性等固化特性上较好；三乙烯四胺作为环氧树 脂的常温固化剂，在附着力、冲击强度及柔韧性 等固化特性上，较T31差，其硬度比T31好。 n它们在常温下或者在高温条件下分别具有特定的 机械性能。在低温条件下它们由于不能完全固化 ，其固化性能不能表现