雙酚F環氧如何使室溫固化低黏?

       室溫固化低黏度雙酚F環氧樹脂體系的研究廣受重視,國防科學技術大學航天與材料工程學院,選擇具有設計結構的固化劑和活性稀釋劑,并研究其對體系性能的影響,確定了室溫固化耐高溫低黏度雙酚F環氧樹脂配方體系。據環氧樹脂行業協會專家介紹,該體系黏度低、凝膠時間較長,耐熱性良好、力學性能優異。固化產物的Tg可達110℃以上,拉伸強度可達90MPa,彎曲強度可達150MPa。能夠很好地適用于低溫固化,中、高溫使用的樹脂基復合材料成型技術。復合材料的室溫固化技術通常指固化溫度25~50℃,可以在自由狀態下進行高溫后處理的復合材料制造技術。采用樹脂基復合材料構件的低溫固化技術,其構件尺寸的精度高,固化殘余應力低,并且可以大大降低主要由昂貴的模具、高能耗設備和高性能工藝輔料等帶來的高成本,適于制備大型和形狀復雜的復合材料構件。
      但是此類成型技術對樹脂基體的要求較為苛刻,主要表現在操作工藝要求樹脂體系的黏度低,固化溫度低,但是固化產物耐熱性及力學性能高。據環氧樹脂行業協會專家介紹,為滿足復合材料成型工藝對樹脂基體的要求以及使用環境對固化物綜合性能的要求,體系中采用了雙酚F型環氧樹脂。雙酚F環氧樹脂以其低粘度、高電絕緣性、耐腐性、粘接性好、固化物具有優異的力學性能而廣泛適用于汽車、造船、航空、機械、電子電氣、化工、國防等行業,尤其適用于樹脂基復合材料的基體制備。同時選用了具有設計結構的雙環氧基活性稀釋劑和改性芳香胺固化劑,既降低了體系的黏度,又保持了雙酚F的優異性能。該研究了一種適用于低溫固化中、高溫使用的雙酚F樹脂體系,可在40~50℃固化,體系黏度低、凝膠時間較長,固化物的耐熱性良好,力學性能優異。
       這一實驗原料包括――A組分:雙酚F環氧樹脂,自制;B組分:環己二醇-1,2-二縮水甘油醚,岳陽昌德化工實業有限公司;C組分:改性芳香胺固化劑(室溫25℃,黏度為500~600mPa•s),天津合成材料工業研究所。澆鑄體的制備是將配制好的樹脂體系在室溫下抽真空,脫除氣泡后澆人預熱好的模具中,置入烘箱按預先設計好的固化制度固化,自然冷卻后脫模、加工后進行性能測試。差熱分析采用美國TA公司SDT2960型差熱分析儀;凝膠化時間為拔絲法測定;固化度按GB/T2576-2005標準測定;采用NDJ-1型旋轉黏度計測定黏度;拉伸性能及彎曲性能分別按GB/T2568-1995和GB/T2570-1995標準測試;玻璃化溫度采用TAS100型日本理學熱分析儀測定。據環氧樹脂行業協會專家介紹,實驗結果說明體系的反應活性較高,可以在室溫下開始反應。
       研究的雙酚F環氧樹脂體系,室溫黏度為0.500~3Pa•s,采用50℃/2h+80℃/3h的固化制度,獲得固化產物的Tg為110~120℃,拉伸強度為80~90MPa,彎曲強度為110~150MPa。體系中采用的雙環氧基活性稀釋劑――環己二醇-1,2-二縮水甘油醚,是一種稀釋效果良好,對產物耐熱性及力學性能影響較小的性能優異的稀釋劑。采用的液態改性芳香胺固化劑的固化溫度低,既避免了固態固化劑與樹脂溶解性差的缺點,同時具備胺類固化劑產物耐熱性及力學性能好的優點。該體系很好地解決了復合材料成型技術采用的樹脂基體所面臨的室溫固化耐高溫,室溫固化力學性能優異這兩個主要矛盾。環氧樹脂行業協會專家表示,低黏度雙酚F環氧樹脂配方體系能夠在較低的溫度下成型,得到澆鑄體的力學性能和耐熱性基本能夠達到中高溫固化樹脂體系所能夠達到的性能,是一種在復合材料制造領域具有應用前景的樹脂體系。