機能性環氧樹脂配方設計技術

    國內涉及較少的機能性環氧樹脂配方設計技術,近由江山江環化學工業有限公司進行了比較深入的研究,并取得了相應的成果。該公司主要研究了耐熱性環氧樹脂、低應力環氧樹脂、低線膨脹性環氧樹脂、含填料環氧樹脂4個方面的配方設計技術,形成了系統的結論。據環氧樹脂行業協會專家介紹,江環化學擁有國內業界先進、完善的科研儀器,致力于成為環氧樹脂研究開發、制造基地,環氧樹脂新技術、先進技術發展基地。                    
    江山江環的耐熱性環氧樹脂配方設計技術子課題,主要研究了環氧基結合位置對Tg的影響、苯環上取代基對Tg的影響、苯環上取代基對Tg的影響、官能基數對Tg的影響、環氧當量對Tg的影響、不同構造對Tg的影響、官能基數與Tg與其它性能的關系。通過研究得出提高Tg或耐熱性的一般方法:一是提高交聯密度:從樹脂和固化劑的角度來說,官能基數越多、交聯密度越大Tg越高;二是交聯物分子的平均分子量和分子量分布,平均分子量越大、分子量分布越窄Tg越高;三是交聯物分子中主鏈的運動難易程度,主鏈運動難Tg高;四是使用對稱性良好的環氧樹脂,環氧基對稱、取代基對稱。
    關于低應力環氧樹脂配方設計技術,他們主要研究了材料應力(STRESS)和降低應力的方法,降低應力的方法包括降低熱應力、降低異種材料之間的線膨脹系數差、降低彈性率。環氧樹脂行業協會專家介紹說,終研究人員總結認為:應力的集中和分鞴料的應力集中在銳角處,角度越小單位面積內的應力越大(形狀因素),故設計時在不影響性能、外形等前提下,應盡可能考慮“被埋物”與樹脂材料接界處的形狀(盡可能平滑、圓滑),以大限度地分散應力。
    對低線膨脹系數環氧樹脂配方設計技術的研究,江山江環的研究人員重點進行線膨脹系數一般原理的事實推論,據環氧樹脂行業協會專家了解,具體主要包括3個方面:一是一般的環氧樹脂和固化劑組成的固化物,其線膨脹系數無本質上的差異,但高交聯密度組分的α2有降低的行為;二是密度大、具有分子內氫鍵結合的組分,線膨脹系數有降低的舉動,原理是束綁分子運動;三是脂肪族烴基成分有提高其線膨脹系數的舉動,提高芳香基濃度有利于降低線膨脹系數,特別是多環芳香基效果比較大,原理是烴基分子的高運動性、主鏈的難運動性。
    另一個研究子課題是含填料環氧樹脂配方設計技術。環氧樹脂行業協會專家表示,填料分為2類:)技能性填料,旨在提高體系的某些性能,如線膨脹系數、YANG、吸水率、強度等;經濟型填料,旨在降低成本。沒有本質上的區別,常常是通過添加某種填料,既降低了成本又提高了材料的性能。佳充填理論理論模式為:一是真球度為100%的理想粒子,具有理想的粒度分布,粒子按理想的方式排列、填充;二是真球度,材料(填料)中“真球體粒子”的量(體積分率或個數或重量百分比等)與粒子總量的比值(V%、%、wt%、n%);三是設計要點,大粒子CAT、平均粒徑,一般地平均粒度10~15um的球形硅微粉,需要平均粒徑0.5~1.0um的微細粒子約20~25wt%。