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介电法树脂固化监测仪

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  • 【求助】哪有可测纤维介电树脂固化仪(DEA)

    介电法树脂固化仪(DEA),一般用做树脂固化交联的测试。不知哪个学校或公司可以用来[color=#DC143C][B][size=4]测试纤维[/size][/B][/color]的热介电损耗等,或者能否做成复合材料测出纤维的介电损耗。本人已在这方面困扰好久,课题一直进展不下去。请各位同行网友不吝提供相关信息,万分感谢。PS:如有可测试的DEA,最好是[size=4][B]开展对外检测上海周边的高校[/B][/size],其它地方也可。提供拥有DEA的地方也可,我自己去咨询是否可做纤维材料。

  • 聚苯醚树脂利用DSC确定固化温度

    我想测试一下聚苯醚树脂固化温度,查阅文献后发现DSC可以研究,但我遇到一些问题,想请教一下大家。就是我如果测试聚苯醚树脂固化温度的话,样品应该是用树脂、固化交联剂、引发剂形成的浸胶液还是浸胶液干了之后研磨成粉末还是用玻纤布浸胶后测试玻纤布呢?现在很迷茫,不知道用什么去测它的固化温度。想询问一下大家有没有人懂得,可以交流一下。谢谢!

  • 【求助】dsc测 热固性树脂固化怎么定 开始温度

    【求助】dsc测 热固性树脂固化怎么定 开始温度

    http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/05/201105141352_294113_1682431_3.jpg请问各位,用TA 的软件分析时,怎么定开始温度啊?我就是用红线一拉然后按回车结果就出来了。但是感觉放热峰的开始温度和结束温度都不是很确定啊,我拉线的位置不同结果就不同了。图中的112.69C是开始温度吗?55.52J是反映焓H吧。我想测的是热固性树脂的固化反映热,固化度。其中的-5452%CURE是怎么回事啊?我的样品是液态树脂,用封闭的PAN 来测固化反应的。不知到会不会其他准备样品的方式会不会不一样。我知道有的人测环氧树脂的时候,样品是未固化粉末。谢谢!请赐教!

  • 如何用DSC测不饱和树脂的固化度

    将不饱和树脂制成浇注体或树脂糊等产品后,用DSC测其放热面积,如何根据放热峰面积计算其固化度?[list][*]求各位大神指教,一直都搞不懂[img]http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/default/em09509.gif[/img][/list]

  • 固化工艺研究和固化过程在线监测——低价、简便、高效的实时热分析技术研究

    固化工艺研究和固化过程在线监测——低价、简便、高效的实时热分析技术研究

    [color=#990000]摘要:差示扫描量热(DSC)和调制式扫描量热(MDSC)技术在复合材料固化工艺研究中应用十分广泛,但无法应用于固化过程的在线实时监测。为解决固化过程在线监测难题、提高固化工艺优化效率和实现仿真计算的准确考核,需要在差示扫描量热技术基础上开发低价、简便、高效和实时的新型热分析技术。本文介绍了近些年来在此领域内最具代表性的几篇研究报道,分析这些研究的特点和不足,并提出了后续工作的技术方案。[/color][color=#990000]关键词:固化工艺、固化过程、固化度、差示扫描量热、DSC、调制式差示扫描量热、MDSC、MTDSC、比热容、热扩散系数、导热系数[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][b][color=#cc0000]1.问题的提出[/color][/b] 在复合材料研究过程中,需要对固化工艺进行研究和优化。而在复合材料生产过程中,为保证复合材料成品质量及生产的可重复性,理想方式是对复合材料固化过程进行实时在线监测,确保固化过程中各部分充分固化、累积残余应力和温度非均匀性引起的应变尽可能小、控制复合材料固化温度避免热降解以及降低完全固化的总时间。为了实现固化工艺研究和优化以及固化过程的实时在线监测,需要针对材料固化过程中可监测的物理量,并结合固化过程中出现的物理化学反应特性,采用相应准确有效的测试技术。在固化工艺中,当前常用来判断固化是否完成的直接准则是最能表现固化反应的固化度,但在固化工艺研究和固化度监测方面面临着以下三方面的技术难题需要解决:(1)现有扫描量热技术测试样品小,测试结果与实际生产现场有差异 目前用于研究固化工艺最有效的手段是差示扫描量热(DSC)技术以及灵敏度和精度更高的调制式扫描量热(MDSC)技术,树脂供应商大多采用这两种技术提供树脂固化度信息。这两种技术的局限性是测试样品量很小,与实际固化过程中的产品尺寸和形状有巨大差异,扫描量热技术测试得到的固化工艺过程和参数很难在实际固化工艺中直接使用,还需要进行大量固化工艺优化研究工作。(2)现有扫描量热技术无法应用于在线实时监测 由于基于热动力学原理,并且可以与固化工艺具有完全相同的温度、压力和气氛变化过程,目前的各种扫描量热技术作为最成功的热分析技术,可以说是完美解决了微量样品层面的热分析问题,为固化工艺研究和优化、为固化工艺仿真计算研究提供了准确的基础数据。但目前热分析技术的最大局限性是无法推广应用到产品生产现场,无法采用扫描量热技术对固化过程进行在线实时监测,无法对固化工艺研究和仿真模拟结果进行快速的在线实时验证。(3)现有在线监测技术无法达到扫描量热技术的准确性,未达到实用水平 尽管扫描量热技术无法推广应用到生产现场,但为了满足复合材料研制和生产需要,近些年来开发了许多新技术来进行固化过程的实时在线监测。这些技术大多采用间接方法,而且种类繁多,主要分为光纤法、超声法、电学法和热学法。尽管这些方法都证明了其在监测固化过程中的有效性,但也存在局限性,还都无法替代扫描量热技术的有效性,每一种方法只能监测部分参数,在使用时需要根据具体条件进行选择评估,而且这些测试方法目前大多还都停留在实验室研究阶段,还未看出具有多大的市场使用前景。[b][color=#cc0000]2.解决方案[/color][/b] 综上所述,为了准确了解固化中的吸放热过程、实现固化工艺设计、快速准确寻找最佳固化工艺过程,并能对整个固化过程进行实时在线监测,就需要在扫描量热技术的基础上,开发新的测试技术并应用到实际固化工艺中,所开发的新技术方案主要包括以下几方面内容: (1)首先要解决大尺寸规则形状样品或材料的热分析测试问题,即在各种大尺寸的板状、柱状和球型模具/样品和构件上实现扫描量热测试功能,这相当于把DSC测试功能拓展到大尺寸规则模具/样品和构件上。 (2)解决材料热物理性能测试问题,即在DSC比热容测试能力基础上,增加了在整个固化过程中的热扩散系数和导热系数的连续测量能力,在得到固化特性的同时得到复合材料传热特性,这相当于把MDSC测试功能拓展到大尺寸规则模具/样品和构件上。 (3)最终要解决单样品热分析测试技术问题,一方面要避免像DSC和MDSC那样需要同时进行参考样品测试,另一方面还要避免使用传统热物性测试中那样长时间稳态一维热流测试形式,而是需要仅采用温度传感器测量模具/样品和构件内外的温度和热流变化,并在与固化工艺相同的升温、恒温和降温的动态过程中,同时测量得到多个热物理性能参数,如热扩散系数、热焓、比热容和导热系数,最终得到固化度等相应的固化工艺参数。[b][color=#cc0000]3.本文目的[/color][/b] 上述解决方案是当前复合材料固化度监测及固化反应动力学研究的发展方向,对复合材料研制和生产有着重大意义,特别是热分析技术在固化工艺和固化过程中的应用研究方面,很多研究机构和学校都开展了研究工作,但并没有取得实质性进展,基本还停留在实验室探索阶段。本文将介绍近些年来在此领域内最具代表性的几篇研究报道,分析各种研究的特点和不足,为后续的技术攻关提供参考。[b][color=#cc0000]4.温度调制型DSC:MDSC技术[/color][/b] 经典的DSC技术可以测量微小样品比热容随温度的变化特性,由此常用于固化反应动力学的研究和分析,但无法测量样品的热扩散系数和导热系数,因此采用DSC技术无法对固化过程中的热传递进行研究,无法了解材料内部的温度分布,进而使得无法进行固化工艺的优化。另外,传统的DSC对于微量样品的微弱吸热和放热还是不能提供足够高的灵敏度和精度。 为此,结合传统的Angstrom技术,在DSC技术基础上开发了温度调制型DSC(MDSC)技术,即在以往DSC测试的温度变化曲线上叠加了温度调制波,由此大幅度提高了测量灵敏度和测量精度,同时还实现了热扩散系数的测量。 目前,MDSC技术已经非常成熟,并有相应的商品化测试仪器,如图4-1所示。很多研究机构采用MDSC仪器对固化过程中的热传递进行研究,如侯进森等人对碳纤维/环氧树脂预浸料固化过程中不同纤维方向上的导热系数进行了测量。[align=center][color=#cc0000][img=,690,230]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/05/201905141816583388_7031_3384_3.png!w690x230.jpg[/img] [/color][/align][color=#cc0000][/color][align=center]图4-1 MDSC测量原理和测试仪器[/align] 尽管MDSC已经具有很高的测量精度和灵敏度,但这种技术复合材料固化工艺研究和在线监测中的应用十分有限,主要因为以下原因: (1)样品量太小,很难保证样品对复合材料的代表性; (2)测试模型假设被测样品始终处于温度均匀状态,这就造成MDSC测试模型无法放大应用到大尺寸样品和固化部件的热分析测试; (3)与DSC一样,MDSC同样需要结合参考材料同时进行测量,这也限制了这种技术的实际应用; (4)为了保证MDSC技术中规定的边界条件,在被测样品周围需要配备复杂的配套装置,这在固化工艺现场根本无法实现。[b][color=#cc0000]5.固化过程的其他热分析技术研究[/color][/b] 到目前为止,固化过程中其他热分析技术的研究,主要侧重于对恒温固化过程中热物理性能变化过程的测量,重点是测量热扩散系数的变化规律,然后用不同阶段的热扩散系数来表征固化度C,即:[align=center][img=,690,57]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/05/201905141817455522_5587_3384_3.png!w690x57.jpg[/img][/align] 式中,B、A和D分别是液态、随时间推移和完全固化状态下的热扩散系数值。[color=#cc0000]5.1. Friis-Pedersen等人的研究工作(2006年)[/color] 较早尝试将DSC热分析技术推广应用到复合材料固化过程在线监测的是德国的Friis-Pedersen等人,他们模仿MDSC技术进行了初步的研究工作。在他们的研究中,模仿MDSC同样采用了Angstrom测量原理进行定点温度交变调制,模仿MDSC仪器结构搭建了一套经典的Angstrom法薄板热扩散系数测量装置,如图5-1所示,可以测量薄板材料(面积为100mm×100mm,厚度约为3mm)在不同恒定温度固化过程中热扩散系数的变化过程,并由此热扩散系数变化过程来表征复合材料固化度特性。[align=center][color=#cc0000][img=,690,226]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/05/201905141817271162_7843_3384_3.png!w690x226.jpg[/img] [/color][/align][align=center][color=#cc0000]图5-1 试验装置示意图[/color][/align] 尽管采用了已知热扩散系数的硼硅酸盐玻璃对此测量装置进行了测量误差考核,并标称测量误差小于3%,但从文献报道来看,整个装置简陋,重复性测量结果偏差很大。特别是对于低粘度未固化树脂以及厚度的变化情况测试会有很多问题。 Friis-Pedersen等人还分别采用两种DSC仪器分别对微量样品的比热容进行了测量,并结合上述装置测量得到热扩散系数和密度计算得到了导热系数,通过对比证明了固化度与热扩散系数和导热系数的变化密切相关,采用热扩散系数来表征固化度甚至在灵敏度上更优于比热容。 尽管Friis-Pedersen等人的研究工作比较简易,测量误差也较大,但在采用热物理性能参数来表征固化度方面进行了积极的探索,并获得了初步的结果,证明了采用热扩散系数来表征固化度是一种切实可行的技术途径,并具有显著特点。[color=#cc0000]5.2. Rudolph 等人的研究工作(2016年)[/color] 为了实现固化过程的在线监测,基于经典的Angstrom法薄板热扩散系数测试技术,德国的Rudolph 等人搭建了一套更简易的试验装置来测量环氧树脂固化过程中的热扩散系数变化,并基于上述固化度的定义来对固化过程进行表征。 装置的测量原理基于经典的Angstrom法,如图5-2所示,不同之处在于温度的调制不是传统的正弦波,而是采用了三角波,相应的热扩散系数测量公式则采用了参数估计算法获得。[align=center][color=#cc0000][img=,690,136]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/05/201905141818091906_4688_3384_3.png!w690x136.jpg[/img] [/color][/align][align=center][color=#cc0000]图5-2 基本思想是假设一维热流,评估两个温度信号之间的差异。a)样品描绘,b)顶部和底部温度信号[/color][/align] 为模拟在线固化过程,Rudolph 等人搭建的试验装置模仿了真空袋成型工艺,如图5-3所示,被测环氧树脂样品尺寸为直径29mm、厚度不超过3mm,样品装在外径为30mm、高度为4mm的铝制料盒内。试验参数中设置了温度振荡周期长度为4分钟,振荡幅度被设置为2K。[align=center][color=#cc0000][img=,690,136]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/05/201905141818230117_8499_3384_3.png!w690x136.jpg[/img] [/color][/align][align=center][color=#cc0000]图5-3 实验装置:1)隔离试验箱;2)温度控制器;3)用于温度测量和控制的PC机;4)测量放大器;5)室温显示;6)带有温度传感器的样品;7)铝块;8)珀尔帖元件;9)散热器[/color][/align] 采用这套试验装置,分别在不同温度下进行了固化过程中的热扩散系数测试,热扩散系数转换为固化度后的结果如图5-4所示。[align=center][color=#cc0000][img=,400,300]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/05/201905141818383568_7396_3384_3.png!w690x519.jpg[/img] [/color][/align][color=#cc0000][/color][align=center][color=#cc0000]图5-4 在不同温度下测量热扩散系数推断出环氧树脂的固化度[/color][/align] 通过上述Rudolph 等人的工作,至少可以看出以下几方面的优缺点: (1)再一次证明了热扩散系数作为固化度评价参数的有效性; (2)对于板材结构的复合材料固化过程,可以用很简易的装置就可以实现固化度的在线监测,特别是仅采用单面加热和厚度方向双点测温的方式,就可以在线实时对整个固化过程的固化度变化进行测试表征,这已经非常接近实用化水平。 (3)出于测试方法需要,样品加热采用的是单面加热三角波温度调制方式,这种加热方式显然不符合常规固化工艺线性加热模式,增加了在线监测设备的复杂程度。同样,这种测试结构并不适合低粘度液体以及厚度变化的固化过程。 (4)Rudolph 等人的工作实际上为今后的实用化研究奠定了一个基础,这种单面加热方式完全可以拓展到常规固化工艺中的线性加热模式,即只需采用一个温度传感器测量板材中心位置在固化过程中的温度变化,就可以实现板材固化过程的在线实时监测。 沈阳航空航天大学的卢少微等人出于对巴基纸(Buckypaper)作为温度传感器在固化工艺在线监测中的应用研究,借鉴了上述Rudolph 等人的工作,直接在真空袋固化工艺中研究固化度与巴基纸的电阻温度系数关系。尽管直接采用温度传感器在线监测固化过程的有效性十分有限,但他们对巴基纸的研究不失为给今后固化工艺中使用的温度传感器增加了一种可选性。[color=#cc0000]5.3. Struzziero等人的研究工作(2019年)[/color] 上述研究工作基本都是基于板材固化工艺的在线热扩散系数测试测试方法,但这些水平结构的固化过程并不适合流动性较强的低粘度液体树脂的固化过程监测,而且监测过程中样品厚度会发生变化而带来测量误差。为了提高材料的适用性,Struzziero等人采用了柱状结构的传热模型报道了在线固化监测的研究工作。 Struzziero等人研究的测试方法还是基于经典的Angstrom技术,在定点温度下交变调制加热温度来测量得到热扩散系数。设计的测量装置包括一个带冷却管的铜块,其中心有一个圆柱孔用于容纳直径为7mm、壁厚为1mm、高度40mm的空心铜管。该装置如图5-5所示。[align=center][color=#cc0000][img=,690,223]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/05/201905141818568815_9052_3384_3.png!w690x223.jpg[/img] [/color][/align][align=center][color=#cc0000]图5-5(a)实验装置;(b)截面图;(c)俯视图[/color][/align] 液体树脂倒入铜管,然后用软木塞封闭。软木塞在其中心有一个开口,以允许放置在中心的热电偶接触树脂。然后将铜管插入铜块的圆柱形孔中,两块隔热板放置在铜块的上下两侧,一根柔性电热丝缠绕在冷却管周围。铜块温度由温度控制器调节加热软线上的功率进行控制而产生周期性的变化。由于树脂的热惯性,在树脂区域中心测量的温度是相位滞后的周期性曲线,树脂和铜温度的周期性变化信号如图5-6所示,通过相位差的测量可以得到相应的热扩散系数。[align=center][color=#cc0000][img=,600,352]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/05/201905141819092006_7113_3384_3.png!w690x405.jpg[/img] [/color][/align][color=#cc0000][/color][align=center][color=#cc0000]图5-6 树脂区域边界和中心的温度变化[/color][/align] 每次测试前,树脂在铜管中的填充量为四分之三左右,用软木密封封闭,并放置在铜块中。随后,外径0.5mm的测量热电偶探针穿过软木塞密封件的中心开口,使热电偶敏感区位于树脂的几何中心位置。在测试过程中,铜块温度调制所采用的幅度为1℃、一个调制周期为4分钟。Struzziero等人采用搭建的测量装置对三类材料进行了测试,第一类是非固化材料甘油作为该方法的考核;第二类包括一种脱气、预混合、单组分树脂,专门设计用于树脂传递模塑工艺的环氧树脂RTM6和另一种为灌注应用设计的低反应性单组分液态环氧树脂890RTM;第三类是采用液体增韧环氧树脂的双组分系统,用于缠绕和拉挤成型的XU3508/XB3473。 Struzziero等人用上述装置测量了上述材料不同温度下的热扩散系数,并采用MDSC进行了比热容测量和固化表征,同时还建立了相应的固化动力学模型,由此来进行相应的对比和验证。 通过甘油的导热系数测量验证了与文献值相差约为8%,需要注意的是这个偏差是包含了测量装置热扩散系数测量误差和MDSC比热容测量误差的合成误差。 Struzziero等人在此测量装置上开展了大量研究,在此就不再详细介绍。总之,Struzziero等人的工作再一次有效证明的热扩散系数表征固化过程的有效性,同时还证明了测量液体热固性塑料固化过程中的热扩散系数方面是可靠的,测量精度由树脂区域中心热电偶放置的精度控制,要求位置精度为0.5mm以将测量误差限制在3%以下。固化环氧树脂的导热系数测试结果显示出对固化度的线性依赖增加和对温度的反向线性依赖,所得结果可以根据声子输运解释为固化材料中的主要热载体。实验装置测量结果可用于生成材料表征数据,这些数据是建立固化模拟所需的精确导热本构模型所必需的。 Struzziero等人的工作最重要的是验证了固化过程中热扩散系数和导热系数变化的准确测量,热扩散系数和导热系数的获得可以更可靠地预测热梯度、放热现象和缺陷,如残余应力,有助于提高固化工艺预测的整体精度。另外,Struzziero等人的圆柱体测试结构,从测试模型上已经完全接近于实际固化工艺,而且还可以进行各种形式的推广应用。[b][color=#cc0000]6.分析[/color][/b] 上述研究工作基本上都是模仿MDSC而采用了Angstrom技术,同时也证明了测量得到的热扩散系数和导热系数完全可以用于固化评价。由于加热方式的复杂性,使得这种Angstrom技术还是无法应用到实际复合材料固化工艺中的在线监测,还只能停留在样品级别的应用。为了真正在复合材料固化工艺中采用热分析技术实现在线监测,依阳公司通过前期的大量研究,做出如下分析: (1)基于MDSC发展历史做出的分析:在DSC测试过程中,由于样品量小,样品的吸热和放热量以及热流信号都十分微弱,而Angstrom温度交变测试是一种灵敏度和精度很高的技术,因此MDSC采用了Angstrom技术实现了灵敏度和精度的大幅度提高,并同时实现了热扩散系数测量,结合已经具有的比热容测试能力,MDSC可用来测量导热系数。 (2)从实际固化工艺做出的分析:在产品生产固化工艺中,产品尺寸普遍较大,吸热和放热量以及热流信号普遍都较大,从信噪比分析来看根本无需高灵敏度的Angstrom技术。另外,在实际固化工艺设备上也很难实现Angstrom技术要求的温度交变调制。 (3)从热扩散系数测试技术做出的分析:尽管上述研究文献报道都是基于交变的Angstrom技术,但不采用这种交变技术,只通过加热变化过程也能准确测量出热扩散系数,而这种加热变化过程与固化工艺中的加热过程完全相同。这也就是说在现有固化工艺设备和固化加热过程中,通过工件中单点温度的测量,可以准确得到整个固化过程中的热扩散系数变化。 (4)从比热容测试技术做出的分析:DSC和MDSC的强大之处在于可以对热流进行测量,从而量化得到吸热和放热变化过程,其技术关键是采用了参考材料的对比测试,这也是限制DSC技术推广应用于在线热分析的主要障碍。这个主要障碍目前也有解决途径,就是设法将参考材料等效到现场固化工艺加热装置上,从而可以具备DSC的所有测试能力。[b][color=#cc0000]7.总结[/color][/b] 通过上述研究文献综述和分析,针对固化工艺研究和固化过程在线监测,可以描绘出这样一个技术愿景: (1)因为都是基于升温和降温过程,可以将差示扫描量热(DSC)技术等效到固化工艺设备上,只通过简单增加相应的温度传感器等,就基本可以实现MDSC的大部分功能,至少能具备热焓、比热容、热扩散系数和导热系数的测试能力,实现高效的固化过程在线监测。 (2)这是一种单点测温和基于一维传热的测试技术,可以应用在各种尺寸和形状的复合材料固化工艺中,造价极低使用便捷,单点植入式温度传感器对复合材料整体性能影响小。 (3)随着分布光纤技术和巴基纸(Buckypaper)技术的发展,温度传感器可以采用分布式植入结构,将会更高效的进行固化工艺现场监测。[b][color=#cc0000]8.参考文献[/color][/b](1)王奕首, 李煜坤, 吴迪, et al. 复合材料液体成型固化监测技术研究进展. 航空制造技术, 2017, 538(19):50-59.(2)侯进森, 叶金蕊, 王长春, et al. 碳纤维/环氧树脂预浸料固化过程中的热导率测定. 复合材料学报, 2012(4):23-28.(3)Friis-Pedersen H H, Pedersen J H, Haussler L, et al. Online measurement of thermal diffusivity during cure of an epoxy composite. Polymer testing, 2006, 25(8): 1059-1068.(4)Rudolph M, Naumann C, Stockmann M. Degree of cure definition for an epoxy resin based on thermal diffusivity measurements. Materials Today: Proceedings, 2016, 3(4): 1144-1149.(5)Lu S, Zhao C, Zhang L, et al. Real time monitoring of the curing degree and the manufacturing process of fiber reinforced composites with a carbon nanotube buckypaper sensor. RSC Advances, 2018, 8(39): 22078-22085.(6)Struzziero G, Remy B, Skordos A A. Measurement of thermal conductivity of epoxy resins during cure. Journal of Applied Polymer Science, 2019, 136(5): 47015.[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]

  • 【原创大赛】光固化丙烯酸树脂

    本实验目的及意义:近年来,水基涂料因其绿色环保的优点越来越多地应用于涂料涂装行业,其最大的优点是不含有挥发性的有机溶剂,降低了有机溶剂挥发物(VOC)的量,不会损害人体的健康,满足涂层无毒的要求,属于环保型涂料。相对于其他类型的涂料,光固化涂料具有高效、经济、节能、适应性广、环境友好等优点。光固化涂料通常可以在几秒的时间内固化,固化所需的能量小,UV光固化依需要可涂装多种基材,如木材、金属、塑料、纸张、皮革等,光固化涂料基本不含挥发性溶剂,具有环境友好的特点。因此将水性涂料与光固化涂料的优点结合起来的涂料将具有更加优良的性能。本文中介绍一种光固化的丙烯酸树脂用于涂料涂装,其制备方法如下:实验原料:己二酸、环氧E51、丙烯酸合成方法:将己二酸和环氧E51以及丙烯酸按照摩尔比为3:5:1加入三口瓶中,升温至140℃,搅拌,反应4-5h;将反应完全的丙烯酸树脂倒入准备好的塑料模具中,使树脂铺满模具底板,加入光引发剂2959,在350nm紫外光下照射30s,树脂即固化完全,在塑料模具底板上形成均匀的涂料层,用手指触之,涂层指干。

  • dsc 树脂固化的结束点该如何选

    dsc 树脂固化的结束点该如何选

    http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/03/201203091609_353559_1682431_3.jpg请问这两个选终点选的对不对呢。样品是热固性树脂的固化反应。三个重复是否要取平君值进行方差分析?谢谢。

  • 用DSC如何测试氨基树脂的固化交联温度??

    用DSC如何测试氨基树脂的固化交联温度??

    请教各位:用DSC如何测试氨基树脂的固化交联温度??我做出来的DSC曲线为什么是吸热峰,而没有放热峰?文献说树脂固化都是放热的,我做了不同温度段的,发现在刚开始有吸热峰时,样品还没有固化,还是液态的,在第二个峰出现后就成固态的了!后面升温,还会分解炭化,但是却没有吸热峰出现?这是为什么呢?http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/08/201108081548_309149_1605105_3.jpg

  • 新手求助★关于★水性环氧树脂与固化剂★的DSC分析问题

    新手求助★关于★水性环氧树脂与固化剂★的DSC分析问题

    [font='微软雅黑',sans-serif]各位DSC方面的前辈老师们好,我是刚开始学习DSC,几乎从零开始,有些问题想求助咨询下,谢谢各位。我们这边打算测试水性环氧树脂与多元胺固化剂的,产品本身含有差不多50%的水(相当于固体环氧树脂颗粒在水中分散),一般是低温或常温固化(<[/font][font='Arial',sans-serif]100[/font][font='微软雅黑',sans-serif]℃),实际使用于涂料,水分先挥发再交联固化。最近公司刚购买了[/font][font='Arial',sans-serif]DSC[/font][font='微软雅黑',sans-serif]设备,作为[/font][font='Arial',sans-serif]DSC[/font][font='微软雅黑',sans-serif]设备的初学者,有几个关于检测的问题想咨询一下。[/font][font='微软雅黑',sans-serif]主要问题如下:[/font][font='Arial',sans-serif]1、[/font][font='微软雅黑',sans-serif]我看很多[/font][font='Arial',sans-serif]DSC[/font][font='微软雅黑',sans-serif]检测资料都是分析不含水或含水量很少的测试,我想知道像我们这种水性环氧树脂一般含水量是≥[/font][font='Arial',sans-serif]45%[/font][font='微软雅黑',sans-serif]的,这种时候假如我要检测该环氧树脂的[/font][font='Arial',sans-serif]TG[/font][font='微软雅黑',sans-serif],是否应该先把水蒸干后再用密封坩埚检测?也就是说这种含大量水的情况下,我的样品的制样应该采取哪种方式合理呢?因为水是增塑的,蒸干水分后再测试应该和我实际产品的tg结果不一样的吧?这样蒸干后检测的结果是否就表征我这个水性环氧树脂的实际[/font][font='Arial',sans-serif]TG[/font]呢?固体环氧E20的tg很好测,但因为水的存在下,测试时出不来台阶。而且,因为我们产品虽然有水,但实际使用时水是跑掉的,那我觉得是不是把水分蒸干后再测试tg就已经有实际意义了呢?2、在测试产品固化放热峰时,很难做出好的曲线,甚至出不来放热峰,显示的反而是吸热峰。我想主要原因也是因为水的吸热掩盖或干扰后放热峰的结果。实际尝试时使用铝坩埚,试过以下几种方法,请各位指导和协助优化下:①[font='微软雅黑',sans-serif]当液体(水性环氧树脂+固化剂)采用密封盘时,温度设置到[/font][font='Arial',sans-serif]150[/font]℃(此时坩埚未被冲破),只有很轻微放热峰出现,而且有时测试有峰,有时测试没有峰。[img=,690,416]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309151417342508_9688_6179273_3.jpg!w690x416.jpg[/img]②[font='微软雅黑',sans-serif]当液体样品扎孔测试时,放热峰可能完全被水分挥发的吸热峰掩盖,无法出来。[/font][img=,690,394]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309151419036458_5488_6179273_3.jpg!w690x394.jpg[/img]③[font='微软雅黑',sans-serif]当把样品预先低温([/font][font='Arial',sans-serif]70[/font][font='微软雅黑',sans-serif]℃×[/font][font='Arial',sans-serif]10min[/font][font='微软雅黑',sans-serif])烘干水分再密封盘测试时,有放热峰,但峰较平缓不尖锐,不知道是不是还有部分水分没有挥发,放热峰被干扰。我把升温速率提升后那个峰又出不来。而且,从图来看,低温40多度就已经开始反应了,[font=等线]前面[/font][font='Calibri',sans-serif]70[/font][font=等线]度预烘干时肯定也会带来样品的固化,这种测试方法是不是不合理呢?应该如何尝试。[img=,690,389]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/09/202309151423350823_6822_6179273_3.jpg!w690x389.jpg[/img]④[font='微软雅黑',sans-serif]我们产品实际应用时是常温或低温的,常温或低温时肯定达不到[/font][font='Arial',sans-serif]100%[/font][font='微软雅黑',sans-serif]固化度。那这个时候我想要测试低温(例如[/font][font='Arial',sans-serif]70[/font][font='微软雅黑',sans-serif]℃)的固化度时,应该怎么设置方法才合理呢?[/font][/font][/font]

  • PU树脂固化反应放热峰不明显

    请教DSC大侠,有做过PU树脂的固化反应的吗?相对环氧的固化放热峰非常明显,而PU树脂的固化峰型基本看不到。不知是何原因?求大侠赐教,多谢!

  • 【讨论】请教DSC测试树脂固化度的问题

    【讨论】请教DSC测试树脂固化度的问题

    我看到一篇资料上介绍用DSC Q 100 (TA instruments, USA),可以测树脂的固化度,这我知道,但是他列出这让的曲线见附件。因为我用过,但不是精通,所以请大家看看,能直接用DSC做出来吗?还是后期处理的?谢谢大家了![img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/11/200811132052_118307_1836071_3.jpg[/img]

  • 【分享】DMA对环氧树脂固化程度的研究

    这是一篇用DMA研究环氧树脂固化程度的文章。粗看下来,实验做得简单了些,写得也比较粗糙,但相对于常用DSC测试方法还有一定参考作用。贴上来供关心这方面工作的板油参考。[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=160153]动态热机械分析法对环氧树脂固化程度的研究[/url]

  • 环氧树脂固化物层出现裂纹如何修复

    钢质内胆缠绕气瓶上的缠绕层由玻纤粘上环氧树脂一层层缠绕上去的,现有少量瓶子缠绕层树脂固化物出现裂纹,有什么好办法修复吗,钢瓶要承受20MPa的压力。请各位大虾支支招,谢谢!

  • 【求助】请高手指教如何分析环氧树脂的固化剂

    【求助】请高手指教如何分析环氧树脂的固化剂

    样品为液态,有氨味,是环氧树脂的固化剂。请高手帮忙看看红外图,谁做过这类样品的分析还请指点一下要怎么分离,还要用什么仪器才能搞清楚里面的各种成分?第一次遇到这样的样品,一片茫然,请大家多多给与指点。谢谢![img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/10/200910291141_178690_1720933_3.jpg[/img]

  • 【求助】环氧树脂E51固化物的DSC曲线 为什么两个Tg

    【求助】环氧树脂E51固化物的DSC曲线 为什么两个Tg

    RT,环氧树脂E51,固化剂是低分子聚酰胺651(添加量是50%),DSC自带的软件分析在48.27度和95.03各有一个Tg,请教一下这是为什么呢,先行谢过了[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/03/200903151845_138605_1637724_3.jpg[/img]

  • 热固性树脂在飞机中的应用

    一什么是热固性树脂 热固性树脂与普通树脂不同,普通树脂又称为热塑性树脂是具有受热软化、冷却硬化的性能,因为它的特性所以只能做一般的生活用品,而热固性树脂却不同,它不同于热塑性树脂它一旦加热硬化就再也无法溶化,这种树脂在固化前一般为分子量不高的固体或粘稠液体;在成型过程中能软化或流动,具有可塑性,可制成一定形状,同时又发生化学反应而交联固化;有时放出一些副产物,如水等。此反应是不可逆的,一经固化,再加压加热也不可能再度软化或流动;温度过高,则分解或碳化。这也就是与热塑性树脂的基本区别。 二热固性树脂的延伸 早在美苏军备竞赛之时,对航天材料的革新就早有需求,钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域特别是在航天领域应用的最为重要,由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好,而成为钛合金工业中的王牌合金打造出“全钛飞机”成为那个时代的必备任务,但一个时代的衰落造就另为一个巅峰,在现代高速发展的道路上钛合金显得有点格格不入,钛合金材料成本难以用于民用工业领域,飞机材料金属用量大,种类多,有句话叫需求造就市场,玻璃钢便横空出世了,复合材料的概念是当指一种材料不能满足使用要求时,便加入两种或者两种以上的材料复合在一起,钛合金就是如此,玻璃钢是由用玻璃纤维作筋骨,用合成树脂作肌肉的复合材料,他具有轻质高强、耐腐蚀、热性能良好、工艺简单、可以一次成型、经济效果突出但它又有一个致命的弱点虽然能抗短期的热量但在长期高温下耐温性差这就是他不能完全替代钛合金做为飞机材料的原因,现在许多飞机都采用一部分的热固性复合树脂复合材料做为部件,例如世纪上最大的飞机A380它的 减速板垂直、水平稳定器( 用作油箱) 、方向舵升降舵、副翼、襟翼、扰流板、起落架舱门、整流罩垂尾翼盒。3热固性树脂的难点和机会 传统热固性树脂基体的增韧方法主要是在树脂中加入高性能的热塑性树脂,这种增韧技术通常称之为本体增韧技术,在本体增韧技术基础形成了中等韧性热固性树脂#树脂本体增韧技术引入大量热塑性成分后,牺牲了原有热固性树脂良好的黏性,使其工艺性明显劣化,预浸料铺敷性下降此外,树脂化学成分的改变以及固化后相结构的改变,使得增韧树脂新结构的控制非常复杂,热固性复合树脂复合材料,层间剪切强度是靠树脂来承担的,所以很低。可以通过选择工艺、使用偶联剂等方法来提高层间粘结力而粘性是无法用肉眼测试的美国BROOKFIELD博勒飞CAP2000粘度计就能很好的解决这个问题符合ASTM4287,BS3900,ISO2884测量标准,可在高剪切下检测样品,范围10S-1至13,300 S-1 两种内置温度控制选择 L系列:5-75℃ H系列:50-235℃无论是在高温测试还是常温测试都可以轻松应付。

  • 【求助】热塑性丙烯酸树脂漆漆膜固化后的 TG-DSC 分析 ……

    【求助】热塑性丙烯酸树脂漆漆膜固化后的 TG-DSC 分析  ……

    热塑性丙烯酸树脂漆漆膜固化后的 TG-DSC 分析 ……材料为:热塑性丙烯酸酯 涂料 空气中常温固化后的干漆膜。测试条件为:氮气氛围 升温速率:10℃/min 1 两段失重峰的解释。2 DSC 曲线简单解释一下各个峰。3 谢谢大家,交流铸就进步[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/04/201004212203_213889_1927175_3.jpg[/img]

  • 水性紫外光固化涂料的性能研究进展

    分享一篇紫外的文献,希望对大家有所帮助崔芙红(兰州石化职业技术学院应用化学工程系,甘肃兰州)水性紫外光固化涂料结合了传统水性涂料和紫外光固化涂料的优点,成为环保型涂料研究的一个主要方向。本文综述了水性紫外光固化涂料的特点,主要组成部分以及其最前沿的发展方向,并介绍了这种涂料的应用情况和面临的挑战。水性紫外光固化涂料;组成;研究进展TQ A 1007-1865(2013)10-0099-02由于水性涂料对环境无污染,对人体健康影响小,粘度易调节,挥发度低使之适合于喷涂,但它仍存在不抗碱、不抗水、干燥慢、易造成基材收缩等弊病。紫外光(UV)固化涂料的优点之一是涂料的固化时间短而且可以控制,因其不含溶剂,从而大大消除了有机挥发分(VOC)对环境的污染。但其主要成分低聚物一般均具有较高的粘度,在涂布时必须加入稀释剂以调节其粘度和流变性。传统的丙烯酸酯类活性稀释剂对眼睛有较强的刺激作用,影响人体健康。因此,UV光固化涂料技术总的发展趋势是以水代替反应性稀释剂,一方面可以消除因挥发分导致的污染、刺激等问题,另一方面也为水性涂料提供了一种新的固化手段。因而综合了两者优点的水性紫外光固化涂料,成为极具开发和应用前景的新的涂料技术。1·特点与传统的油性紫外光固化涂料相比,水性紫外光固化涂料具有以下优点。(1)用水替代活性稀释剂,黏度更方便调节。(2)减少活性稀释剂的使用,使其毒性和刺激性大大降低。(3)以水为稀释剂可降低固化膜的收缩率,有利于提高固化膜对底材的黏附性。(4)可以得到超薄型固化膜。(5)涂装设备和装置可用水进行清洗。(6)可以使用相对分子质量高的预聚物,克服了传统紫外光固化涂料不能兼顾高硬度和高柔韧性两者的问题。2·组成2.1 低聚物水性低聚物是水性光固化材料最重要的组成部分,它决定固化膜的力学性能,如硬度、柔韧性、耐磨性、耐化学药品性等,也影响紫外光固化的灵敏度。水性低聚物在结构上要有参与UV固化反应的不饱和基团,如丙烯酰氧基、乙烯基等,由于丙烯酰氧基反应活性高,固化速度最快,所以各类丙烯酸树脂的为其主要品种;另外分子链上需含有一定数量的亲水基团,如羧基、羟基、氨基、磺酸基等。按低聚物的化学结构,目前最常用的水性紫外光固化树脂主要包括环氧丙烯酸酯(EA)、聚氨酯丙烯酸酯(PUA)、聚丙烯酸酯(Acrylatedacrylic oligomer)和聚酯丙烯酸酯(PEA)。表1列出了这些常用水性紫外光固化涂料低聚物的性能。表1 常用水性紫外光固化涂料低聚物的性能2.1.1 环氧丙烯酸酯环氧丙烯酸酯是一种广泛使用的低聚物,原料价格便宜,机械性能优良。环氧树脂分子链上的羟基赋予它良好的极性,促使其对金属材料表面有良好的粘附力。并且环氧树脂聚合物链含有稳定的C-C键和醚键,这使得它耐化学药品性优良。此外,可以通过环氧树脂的环氧基和羟基将甲基/丙烯酸单体接入从而引入反应双键,来提高其固化活性。而且环氧树脂中的羟基也可以作为接入酸酐的反应点而引入羧基,用碱中和便可得到具有亲水性的树脂。2.1.2 聚氨酯丙烯酸酯聚氨酯丙烯酸酯的制备方法是将带有羟基的丙烯酸酯类单体与异氰酸酯基团反应,引入C=C双键,使之具有UV活性;再用带有羧基的扩链剂对聚氨酯分子链进行扩链;最后经碱中和得到可UV固化的水性聚氨酯丙烯酸酯树脂。聚氨酯分子链上除了含有大量氨基甲酸酯链段外,还含有醚键、酯键、脲键等活性基团,这些结构赋予了聚氨酯材料良好的物理机械性能,优异的弹性、耐寒性、耐有机溶剂及良好的温度适应性,是近年来发展较快的高分子材料。2.1.3 聚丙烯酸酯水性UV固化聚丙烯酸酯体系一般由多种丙烯酸(酯)类单体共聚,并利用共聚物侧链的活性基团,如:羟基、羧基等,与丙烯酸(酯)类单体反应,获得具有不饱和双键的聚丙烯酸酯树脂。这种方法环保且无需分散可直接得到水乳液,但是通常其接枝率比较低,涂膜固化后性能提高,其另一个缺点是此类树脂丙烯酸所含的双键在共聚反应中被消耗,其光固化活性较差。2.1.4 聚酯丙烯酸酯聚酯丙烯酸酯可由聚酯端羟基与丙烯酸酯化或由聚酯端羧基与甲基丙烯酸缩水甘油醚反应而得。其双键位于分子链末端,活性相对较高,同时较低分子量使其易于进行流变调节。在超支化聚酯的末端可以接入丙烯酸酯或聚氨酯丙烯酸酯,得到水基超支化UV固化树脂,可以稳定的分散在水中。2.2 光引发剂光引发剂是光固化涂料的重要组成,是决定紫外光固化涂料是否能够迅速交联固化的关键。与传统油性紫外光固化涂料不同的是用于水性体系的光引发剂必须要与水性环境有一定的相容性,而且挥发性较低,按其产生活性中间体的不同,可分为自由基光引发剂和阳离子型光引发剂两类。自由基光引发剂根据产生自由基的机理不同,又可分为裂解型自由基光引发剂和夺氢型自由基光引发剂两类。裂解型自由基光引发剂从结构上看,多是芳基烷基酮类化合物,主要有安息香及其衍生物、苯偶酰及其衍生物、苯乙酮及其衍生物、酰基膦氧化物等。夺氢型自由基光引发剂多为芳香酮类。阳离子光引发剂包括芳香重氮盐、二芳基碘翁盐、三芳基硫翁盐、二茂铁盐、烷基翁盐、三芳基硅氧醚、磺酰基酮等,其优点是不受O2的影响。较先进的光引发剂固化方式可采用双重固化体系,即通过两个独立的体系完成交联聚合,一个阶段是光固化反应,另一个阶段是暗反应,暗反应包括湿气固化、热固化、氧化固化或厌氧固化反应等。2.3 功能助剂在涂料的实际应用中,为达到应用要求,还需加入各种功能助剂。常见的有助溶剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、成膜助剂。助剂可以改变涂料的某些性能,但在使用时不能破坏涂料的稳定性和其耐水性,要控制其用量达到性能平衡和低VOC含量。近年来由于纳米无机粒子其独特的表面界面效应,使纳米复合材料呈现出许多新颖的特点,成为紫外光固化涂料的一个研究热点。刘红波等在紫外光固化涂料中加入无机纳米抗菌剂,制得了抗菌型的木器漆。3·发展方向3.1 超支化体系采用超支化技术可制备多官能度树脂。超支化树脂不仅低熔点、低黏度、易溶解且支链上可含有更多的官能基团,是作为水性光固化树脂的理想材料。超支化低聚物可利用端羟基超支化聚合物与丙烯酸通过酯化反应,或与二异氰酸酯和丙烯酸羟基酯半加成物反应,引入丙烯酸基团,成为光固化超支化低聚物。也可利用端羧基超支化聚合物与甲基丙烯酸缩水甘油酯反应,引入甲基丙烯酸基团制得。3.2 双重固化体系为了改善水性紫外光固化涂料在不透明介质、形状较复杂的部件上的固化性能,可利用杂化的方式合成含有两种不同活性基团的低聚物,开发出兼有两者优良特性的体系。汪存东等以聚氨酯丙烯酸酯为乳化剂制成了紫外光固化的水性环氧丙烯酸酯/聚氨酯丙烯酸酯复合涂料。一方面,通过聚氨酯丙烯酸酯与环氧丙烯酸酯复合改善了涂膜性能;另一方面,由于阴离子型聚氨酯丙烯酸酯本身为一种高分子乳化剂,加入后可使疏水性的环氧丙烯酸酯形成一种稳定的水分散体系。3.3 有机-无机复合体系有机/无机杂化体系在保持有机高分子成膜性、透明性的同时又具有耐溶剂、高硬度及耐磨性的优点,是水性紫外光固化涂料很有前景的一个发展方向。水性紫外光固化体系可以通过直接分散、插层或溶胶/凝胶等手段引入纳米SiO2、蒙脱土等无机粒子,来改善涂层的硬度、耐磨性、耐热性或光学性能等。4·结语随着人们环保意识的不断增强,水性紫外光固化涂料越来越多的进入到人们的生活当中。在国外,已广泛应用于建筑涂料、体育用品、电子通讯等不同领域;在我国它每年都以20%~30%的速度增长,在纸张、木器、塑料、金属、光盘和光纤等基材上获得了很好的应用。当前水性紫外光固化涂料技术不足之处主要包括涂料水分散体系的长期稳定性有待提高,光引发剂品种不多,对于颜料着色涂料,选择余地更小,增设干燥除水装置对该技术的推广应用有不利影响。针对上述问题,我们应加大基础性研究,进一步完善相关技术,使它更大程度的应用到我们的生活当中。参考文献金养智,洪啸吟.紫外光固化涂料的进.涂料工业,1999,29(12):30-33.姚伯龙,罗侃,杨同华.国内外水性紫外光固化涂料的研究进展.涂料技术与文摘,2007,28(11):1-4.李红强,曾幸荣.紫外光固化涂料及其研究进展.涂料技术与文摘,2007,28(4):8-11.殷海龙,卿宁.水性聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化低聚物研究进展.化工新型材料,2011,39(4):51-54.周钢,陈建山,奚海,等.紫外光固化光引发剂研究进展.精细化工中间体,2003,33(2):6-8.姚桃花.紫外光固化涂料用光引发剂的研究进展.甘肃石油和化工,2007,(3):8-13.李海燕,谢川.阳离子光引发剂研究进展.信息记录材料,2004,5(4):35-39.丁立朋,李拥军,马兴法.阳离子聚合光引发剂及其阳离子反应机理.热固性树脂,1997(2):47-54.戴洪义,王少君,高学明.用于辐射固化的特种丙烯酸酯单体及其发展动向.山东化工,2000,29(1):25-26.刘红波,李荣先,缪国元.紫外光固化纳米抗菌木器漆.涂料工业,2007,37(5):14-16.汪存东,王久芬.紫外光固化环氧-丙烯酸酯/聚氨酯-丙烯酸酯复合型水性涂料的研制.涂料工业,2005,35(2),1-4.张高文,褚衡,李纯清.水性紫外光固化涂料的研究进展.现代涂料与涂装,2008,11(1):16-19.王坚,苟小青,沈雪峰.水性UV涂料在塑料上的应用.涂料工业,2009,39(11):49-52.何京.UV固化涂料及其发

  • UV固化涂料成分分析

    一、UV固化涂料的低聚物 低聚物又叫寡聚物,也称预聚物,是UV固化涂料的基体树脂,作为骨架在UV固化涂料体系中占有相当大的比例,对体系的基本性能(包括附着力、硬度、柔韧性、耐磨性、耐热性、耐化学药品性、耐久性、光学性能及耐老化性能等)起着决定性作用。UV固化涂料研究和应用较为广泛的低聚物的类型主要有不饱和聚酯,环氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯等。1.1 环氧丙烯酸酯 环氧丙烯酸酯(Epoxy acrylate,EA)是由环氧树脂和丙烯酸或甲基丙烯酸在催化剂作用下开环酯化而得,按结构类型可分为双酚A环氧丙烯酸酯、酚醛环氧丙烯酸酯、改性环氧丙烯酸酯和环氧化油丙烯酸酯等。EA光固化反应速率较快,固化膜附着力、硬度、强度、光泽度和耐化学药品性好,且价格较低,是光固化产业内消耗量最大的光固化低聚物。EA粘度高,影响施工和流平,固化膜性脆、柔性差、不耐老化,因此改进环氧丙烯酸酯性能的研究一直在进行,如增加低聚物的相对分子质量来减小固化时的收缩率,引入含硅化合物合成了一种预聚物提高涂膜耐热性能,引入柔性长链来克服环氧树脂的脆性等。1.2 聚氨酯丙烯酸酯(PUA) 聚氨酯丙烯酸酯(Polyurethane acrylate,PUA)是由多异氰酸酯的NCO基团和多元醇的羟基反应,并利用含羟基的丙烯酸酯引入光活性基团而得,随分子质量的增大和分子中含有的光反应性基团的增加固化速度加快,是一类重要的光固化低聚物。使PUA具有三维球状结构的星型超支化聚合物正成为研究的热点,该结构与传统的线性聚合物不同,使聚合物具有高官能度、分子间和分子内不缠结等特点,因此该类聚合物活性高、黏度低、溶解性好、官能团易改性等,可以获得合适的施工性能和优良的涂膜性能。虽然PUA价格相对较高,但是聚氨酯丙烯酸酯固化膜具有优异的柔韧性和耐磨性,良好的耐化学药品性和耐冲击性,较好的附着力等优点,所以PUA是用量上紧次于EA的低聚物。1.3 不饱和聚酯 不饱和聚酯(Unsaturated polyester,UPE)是最早用于UV固化涂料的低聚物,是指分子中含有可反应C=C双键的直链或支链状聚酯大分子。在活性自由基引发下发生活泼的乙烯基等单体与UPE共聚,可交联固化网络结构。然而该聚合反应时间长、温度高,且聚合过程的氧阻聚现象较严重,增加了涂膜的黄变,因此应用受到一定的限制。采用超支化技术制备多官能度的不饱和聚酯是解决问题的一个方向。超支化低聚物有独特的三维分子结构,使其具有相溶性好、黏度低和反应活性高等性能,固化膜的收缩率变小,有良好的基材附着性能,并且还能避免使用挥发性活性稀释剂,所以更环保。二、 UV固化涂料的活性稀释剂、光引发剂和助剂及颜填料2.1 活性稀释剂 活性稀释剂是含有可聚合官能团的有机小分子,能够溶解和稀释低聚物,调节体系的粘度,改善施工性能,并可以参与聚合固化成膜,调节光固化速度和固化膜的各种性能,如耐磨、硬度、柔韧性等。1)单官能团活性稀释剂。(甲基)丙烯酸酯等,每个分子仅含有一个可参与固化反应基团,一般具有黏度低、转化率高、固化速率低、体积收缩小、交联密度低等特点。2)双官能团活性稀释剂。含有两个(甲基)丙烯酸酯官能团,对比单官能团活性稀释剂,一般具有良好的稀释性、固化速率加快、交联密度增大等特点。3)多官能团活性稀释剂。含有3个及以上(甲基)丙烯酸酯官能团,一般具有黏度较大、光固化速度快、成膜硬度高等特点。4)阳离子UV固化体系的活性稀释剂。如脂环族环氧树脂、多元醇和乙烯基醚等。在选用活性稀释剂时应考虑如下问题:与低聚物的相容性、稀释能力、固化速度、固化收缩率和对固化涂膜性能的影响等。2.2 光引发剂 光引发剂是光固化体系的关键组分之一,它的性能决定了UV固化涂料的固化速率和固化程度,按反应机理的不同为自由基聚合光引发剂与阳离子聚合光引发剂,自由基光引发剂分为裂解型和夺氢型两种类型。 在UV固化涂料领域使用较多的为小分子自由基光聚合引发剂,其中未反应的光引发剂及光解碎片容易使涂膜老化黄变;还可以使用聚合夺氢型光引发剂,其中光引发剂的不能完全反应也会使涂膜老化黄变。如果将光引发剂大分子化和多官能度(含有2个及以上光化学活性基团),则可以降低光引发剂引起涂膜的黄变。对阳离子光固化体系,适用的低聚物仅有乙烯基醚官能团的树脂、环氧树脂和环氧官能化聚硅氧烷树脂等,使阳离子光固化剂使用受到一定限制。 自由基光引发剂具有低价优势,大多数UV固化涂料采用自由基固化,也有采用阳离子与自由基混合双重UV固化,可以形成互穿网络结构来改善涂膜性能。通过合理利用光引发剂种类和用量以及与光增敏剂配伍技术等,调整固化速率和固化程度,以适应不同的需要。UV固化涂料用于形状复杂的构件时会出现阴影难以固化,用于厚涂层、不透明介质和有色体系的固化也有困难。这些可以用双重固化体系来克服,即通过光固化反应阶段和暗反应(包括热固化、湿气固化、氧化固化或厌氧固化反应等)阶段完成,其中光固化反应使体系快速定型或达到表干,而暗反应使底层部分或阴影部分固化完全。2.3 助剂 在实际UV固化涂料应用中,由于光固化速率较快,除了基本成分外,还要加入各种助剂(包括流平剂、消泡剂、润湿分散剂、偶联剂和消光剂等),以达到使用要求。流平剂的加入可解决UV固化涂料因流平差而产生涂膜表的缺陷等;润湿分散剂和消泡剂的加入可增加产品稳定性和施工性能等;偶联剂的加入可提高施工性能和附着力等。随着UV固化涂料应用领域不断拓展,为满足被涂物件的使用要求,可供选用的助剂还有消光剂、热阻聚剂、增感剂、稳定剂等。2.4 颜填料 为配制UV固化有色涂料,还要加入颜填料。1)颜料。颜料对涂料性能的影响应引起注意,许多颜料(如炭黑、铁黄等)会散射或吸收UV辐射阻碍了UV固化。颜料在涂膜表面与涂膜深处对UV吸也收存在较大差别,可能会导致表面与底部固化不同步引起涂膜收缩起皱,因此要选择与体系配套颜料。2)填料。试验表明滑石粉和碳酸钙等可作UV固化涂料的填料。一些纳米填料的加入,使涂膜耐磨性、抗菌性、抗老化性、柔韧性和光泽度得到显著提高。南京蓝大飞秒检测竭诚为您服务 联系人 :王老师 TEL 18061750890(同微信号) QQ 1683131911

  • 【资料】环氧树脂成份及用途!

    环氧树脂化学成分主要成份是:酚醛树脂 酚醛树脂是由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚、经中和、水洗而制成的树脂,其中以苯酚和甲醛树脂为最重要。也是世界上最早由人工合成的,至今仍很重要的高分子材料。因选用催化剂的不同,可分为热固性和热塑性两类。酚醛树脂具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能,广泛应用于防腐蚀工程、胶粘剂、阻燃材料、砂轮片制造等行业。 NL固化剂是酚醛树脂呋喃树脂的高效低毒固化剂。NL固化剂毒性低,基本无刺激味,树脂固化后强度高、耐蚀性好,使用用量少,操作方便,贮存期长。本品适用于热固性酚醛树脂及呋喃树脂的常温固化。用来配制酚醛树脂及呋喃胶泥;玻璃钢制品;制笔、制刷、竹木等制品的粘合;也可用作铸造树脂的室温固化剂。质量指标外观 暗灰色液体相对密度(20℃) 1.16±0.01粘度(涂-4,25℃)秒 20-30 总酸度(以H2SO4计)% 18±2 游离酸(以H2SO4计)% 3-5 贮存期 一年以上(密闭存放)应用对酚醛树脂或呋喃树脂,NL固化剂的用量范围一般为5-12%。环境温度20℃时,2130酚醛树脂的NL固化剂用量为8%左右,NL固化剂用量可随温度调整。参考配方 酚醛树脂 酒精 NL固化剂 石英粉酚醛胶泥 100 0-5 6-10 150-200玻璃钢腻子 100 0-5 6-10 120-200玻璃钢面料 100 10 8-15 10-1520℃时NL用量为8%,1小时左右初凝,使用期30分钟左右配方注意:酚醛树脂或呋喃树脂用NL固化剂来固化时,对填料的要求较高,要求填料的耐酸性达到规范的要求。劣质填料含有碳酸钙等会与酸性固化剂反应产生气泡,影响制品质量,并可能造成树脂不固化。包装及贮运10Kg、25Kg塑料桶装。室温密闭储存。可长期贮存,超过一年复测合格可继续使用。材料简介  环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物,除个别外,它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征,环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团,使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。[编辑本段]应用特性  1、 形式多样。各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种应用对形式提出的要求,其范围可以从极低的粘度到高熔点固体。  2、 固化方便。选用各种不同的固化剂,环氧树脂体系几乎可以在0~180℃温度范围内固化。  3、 粘附力强。环氧树脂分子链中固有的极性羟基和醚键的存在,使其对各种物质具有很高的粘附力。环氧树脂固化时的收缩性低,产生的内应力小,这也有助于提高粘附强度。  4、 收缩性低。环氧树脂和所用的固化剂的反应是通过直接加成反应或树脂分子中环氧基的开环聚合反应来进行的,没有水或其它挥发性副产物放出。它们和不饱和聚酯树脂、酚醛树脂相比,在固化过程中显示出很低的收缩性(小于2%)。  5、 力学性能。固化后的环氧树脂体系具有优良的力学性能。  6、 电性能。固化后的环氧树脂体系是一种具有高介电性能、耐表面漏电、耐电弧的优良绝缘材料。  7、 化学稳定性。通常,固化后的环氧树脂体系具有优良的耐碱性、耐酸性和耐溶剂性。像固化环氧体系的其它性能一样,化学稳定性也取决于所选用的树脂和固化剂。适当地选用环氧树脂和固化剂,可以使其具有特殊的化学稳定性能。  8、 尺寸稳定性。上述的许多性能的综合,使环氧树脂体系具有突出的尺寸稳定性和耐久性。  9、 耐霉菌。固化的环氧树脂体系耐大多数霉菌,可以在苛刻的热带条件下使用。类型分类  根据分子结构,环氧树脂大体上可分为五大类:  1、 缩水甘油醚类环氧树脂  2、 缩水甘油酯类环氧树脂  3、 缩水甘油胺类环氧树脂  4、 线型脂肪族类环氧树脂  5、 脂环族类环氧树脂  复合材料工业上使用量最大的环氧树脂品种是上述第一类缩水甘油醚类环氧树脂,而其中又以二酚基丙烷型环氧树脂(简称双酚A型环氧树脂)为主。其次是缩水甘油胺类环氧树脂。  1、 缩水甘油醚类环氧树脂  缩水甘油醚类环氧树脂是由含活泼氢的酚类或醇类与环氧氯丙烷缩聚而成的。  (1)二酚基丙烷型环氧树脂 二酚基丙烷型环氧树脂是由二酚基丙烷与环氧氯丙烷缩聚而成。  工业二酚基丙烷型环氧树脂实际上是含不同聚合度的分子的混合物。其中大多数的分子是含有两个环氧基端的线型结构。少数分子可能支化,极少数分子终止的基团是氯醇基团而不是环氧基。因此环氧树脂的环氧基含量、氯含量等对树脂的固化及固化物的性能有很大的影响。 工业上作为树脂的控制指标如下:  ①环氧值。环氧值是鉴别环氧树脂性质的最主要的指标,工业环氧树脂型号就是按环氧值不同来区分的。环氧值是指每100g树脂中所含环氧基的物质的量数。环氧值的倒数乘以100就称之为环氧当量。环氧当量的含义是:含有1mol环氧基的环氧树脂的克数。  ②无机氯含量。树脂中的氯离子能与胺类固化剂起络合作用而影响树脂的固化,同时也影响固化树脂的电性能,因此氯含量也环氧树脂的一项重要指标。  ③有机氯含量。树脂中的有机氯含量标志着分子中未起闭环反应的那部分氯醇基团的含量,它含量应尽可能地降低,否则也要影响树脂的固化及固化物的性能。  ④挥发分。  ⑤粘度或软化点。  (2)酚醛多环氧树脂 酚醛多环氧树脂包括有苯酚甲醛型、邻甲酚甲醛型多环氧树脂,它与二酚基丙烷型环氧树脂相比,在线型分子中含有两个以上的环氧基,因此固化后产物的交联密度大,具有优良的热稳定性、力学性能、电绝缘性、耐水性和耐腐蚀性。它们是由线型酚醛树脂与环氧氯丙烷缩聚而成的。  (3)其它多羟基酚类缩水甘油醚型环氧树脂 这类树脂中具有实用性的代表有:间苯二酚型环氧树脂、间苯二酚-甲醛型环氧树脂、四酚基乙烷型环氧树脂和三羟苯基甲烷型环氧树脂,这些多官能缩水甘油醚树脂固化后具有高的热变形温度和刚性,可单独  或者与通用E型树脂共混,供作高性能复合材料(ACM)、印刷线路板等基体材料。  (4)脂族多元醇缩水甘油醚型环氧树脂 脂族多元醇缩水甘油醚分子中含有两个或两个以上的环氧基,这类树脂绝大多数粘度很低;大多数是长链线型分子,因此富有柔韧性。  2、其它类型环氧树脂  (1)缩水甘油酯类环氧树脂 缩水甘油酯类环氧树脂和二酚基丙烷环氧化树脂比较,它具有粘度低,使用工艺性好;反应活性高;粘合力比通用环氧树脂高,固化物力学性能好;电绝缘性好;耐气候性好,并且具有良好的耐超低温性,在超低温条件下,仍具有比其它类型环氧树脂高的粘结强度。有较好的表面光泽度,透光性、耐气候性好。  (2)缩水甘油胺类环氧树脂 这类树脂的优点是多官能度、环氧当量高,交联密度大,耐热性显著提高。上前国内外已利用缩水甘油胺环氧树脂优越的粘接性和耐热性,来制造碳纤维增强的复合材料(CFRP)用于飞机二次结构材料。  (3)脂环族环氧树脂 这类环氧树脂是由脂环族烯烃的双键经环氧化而制得的,它们的分子结构和二酚基丙烷型环氧树脂及其它环氧树脂有很大差异,前者环氧基都直接连接在脂环上,而后者的环氧基都是以环氧丙基醚连接在苯核或脂肪烃上。脂环族环氧树脂的固化物具有以下特点:①较高的压缩与拉伸强度;②长期暴置在高温条件下仍能保持良好的力学性能;③耐电弧性、耐紫外光老化性能及耐气候性较好。  (4)脂肪族环氧树脂 这类环氧树脂分子结构里不仅无苯核,也无脂环结构。仅有脂肪链,环氧基与脂肪链相连。环氧化聚丁二烯树脂固化后的强度、韧性、粘接性、耐正负温度性能都良好。

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