求一些热固性材料的介绍,最好能把优缺点都发出来。
(一)、环氧树脂的概念:
环氧树脂是指高分子链结构中含有两个或两个以上环氧基团的高分子化合物的总称,属于热固性树脂,代表树脂为双酚a环氧树脂。
(2)环氧树脂(通常是双酚a环氧树脂)的特性
1.环氧树脂单独使用的应用价值很低,需要配合固化剂使用才有实用价值。
2.粘接强度高:合成胶中,环氧树脂胶的粘接强度居前列。
3.固化收缩率小,环氧树脂胶的收缩率是胶粘剂中最小的,这也是环氧树脂胶固化附着力高的原因之一。例如:
酚醛树脂粘合剂:8-10%;硅树脂胶:6-8%
聚酯树脂粘合剂:4-8%;环氧树脂粘合剂:1-3%
改性后环氧树脂胶收缩率可降至0.1-0.3%,热膨胀系数为6.0×10-5/℃。
4.耐化学性好:固化体系中的醚基、苯环、脂肪羟基不易被酸碱腐蚀。可在海水、石油、煤油、10%H2SO4、10%HCl、10%HAc、10%NH3、10%H3PO4、30%Na2CO3中使用两年。同时在室温下用50%H2SO4和10%HNO3浸泡半年;在10%NaOH(100℃)中浸泡一个月,性能保持不变。
5.优异的电绝缘性:环氧树脂的击穿电压可大于35kV/mm。
6.工艺性能好,产品尺寸稳定,公差好,吸水率低。
双酚a环氧树脂的优点是好的,但它也有它的缺点:
①工作粘度高,施工不便。
②.固化后的物理性能是脆性的,伸长率小。
③剥离强度低。
④抗机械冲击和热冲击能力差。
(3).环氧树脂的应用与发展
1.环氧树脂的发展历史;
环氧树脂是P.Castam在1938申请的瑞士专利,最早的环氧胶粘剂是Ciba公司在1946开发的,环氧涂料是美国S.O.Creentee在1949开发的,环氧树脂的工业化生产开始于1958。
2.环氧树脂的应用:
①涂料行业:涂料行业最需要环氧树脂。目前广泛使用的是水性涂料、粉末涂料和高固体分涂料。可广泛应用于管道容器、汽车、船舶、航空航天、电子、玩具、工艺品等行业。
电子电气行业:环氧树脂胶可用于密封和浇注电气绝缘材料,如整流器和变压器;电子元件的密封保护;机电产品的绝缘处理和粘接;蓄电池的密封和粘接;电容器、电阻器和电感器的表面涂层。
(3)五金饰品、工艺品、体育用品行业:可用于标牌、饰品、商标、五金、球拍、钓具、体育用品、工艺品等产品。
④光电行业:可用于LED、数码管、像素管、电子显示屏、LED照明等产品的封装、灌封和粘接。
⑤建筑行业:也将广泛应用于道路、桥梁、地面、钢结构、建筑、墙面涂料、堤坝、工程建设、文物修复等行业。
⑥胶粘剂、密封剂和复合材料:如风力发电机叶片、工艺品、陶瓷、玻璃等物质的粘接,碳纤维板的复合,微电子材料的密封等。
(4).环氧树脂胶粘剂的特性
1、环氧树脂胶是在环氧树脂的基础上对其特性进行再加工或改性,使其性能参数满足特定要求。通常环氧树脂胶也需要固化剂才能使用,需要搅拌均匀才能完全固化。一般环氧树脂胶称为A胶或主剂,固化剂称为B胶或固化剂(硬化剂)。
2.环氧树脂胶固化前的主要特性有:颜色、粘度、比重、配比、凝胶时间、可用时间、固化时间、触变性(停流)、硬度、表面张力等。
粘度:是指胶体在流动中产生的内部摩擦阻力,其数值由物质种类、温度、浓度等因素决定。
凝胶时间:胶水的固化是一个从液态到固化的过程。从胶反应开始到胶体趋于固体的临界状态的时间为凝胶时间,由环氧树脂胶的混合量、温度等因素决定。
触变性:这种特性是指当胶体受到外力(摇动、搅拌、振动、超声波等)接触时的现象。),随外力由浓变稀,当外力因素停止作用时,胶体又恢复到原来的稠度。
硬度:指材料对冲压、刮擦等外力的抵抗能力。根据测试方法的不同,有肖氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度、莫氏硬度、巴氏硬度、维氏硬度等。硬度值与硬度计的类型有关。在常用的硬度计中,肖氏硬度计结构简单,适合生产检验。邵氏硬度计分为A型、C型和D型,A型用于测量软胶体,C型和D型用于测量半硬和硬胶体。
表面张力:液体内部分子的引力使表面的分子受到一个向内的力,使液体的表面积最小化,形成一个平行于表面的力,称为表面张力。或者单位长度内液体表面相邻两部分之间的相互牵引力,这是分子力的一种表现。表面张力的单位是n/m。表面张力与液体的性质、纯度和温度有关。
3.反映环氧树脂胶固化性能的主要特性有:电阻、耐电压、吸水率、抗压强度、拉伸(抗拉)强度、剪切强度、剥离强度、冲击强度、热变形温度、玻璃化转变温度、内应力、耐化学性、伸长率、收缩系数、导热率、导电性、耐候性、耐老化性。
电阻:通常用表面电阻或体积电阻来描述材料的电阻特性。表面电阻简单来说就是同一表面上两个电极之间测得的电阻,单位为ω。将电极形状和电阻值结合起来,通过计算可以得到单位面积的表面电阻率。体积电阻又称体积电阻率和体积电阻率系数,是指通过材料厚度的电阻值,是表征电介质或绝缘材料电性能的重要指标。代表1cm2电介质对漏电流的电阻,单位为ω?m还是ω?厘米.电阻率越大,绝缘性能越好。
耐受电压:又称耐压强度(绝缘强度)。胶体两端施加的电压越高,施加给材料中电荷的电场力越大,越容易发生电离碰撞,导致胶体击穿。绝缘体击穿的最低电压称为该物体的击穿电压。厚度为1 mm的绝缘材料击穿时,要加的电压千伏称为绝缘材料的绝缘耐压强度,简称耐压,单位为kV/mm..绝缘材料的绝缘性能与温度密切相关。温度越高,绝缘材料的绝缘性能越差。为了保证绝缘强度,每种绝缘材料都有一个适当的最大允许工作温度,低于这个温度可以安全使用很长时间,超过这个温度就会迅速老化。
吸水率:是指对物质吸水程度的测量。是指在一定温度下,将一种物质在水中浸泡一定时间所增加的质量百分比。
抗拉强度:抗拉强度是胶体被拉伸至断裂时的最大拉伸应力。有公称破断拉力、断裂强度、抗拉强度和抗拉强度。单位是兆帕。
抗剪强度:也称剪切强度,是指单位粘结面积所能承受的平行于粘结面积的最大载荷,常用单位为MPa。
剥离强度(Peel strength):也称剥离强度,是指单位宽度上的最大破坏载荷,是衡量线路受力能力的指标,单位为kn/m..
伸长率:指胶体在拉力作用下长度的增加,以占原长度的百分比表示。
负荷下的热变形温度:它是固化产品耐热性的量度。是指将固化产物的样品浸入合适的传热介质中,恒温升温,在简支梁的静态弯曲载荷下,测量样品弯曲变形达到规定值时的温度,称为热变形温度,简称HDT。
玻璃化转变温度:指固化产物由玻璃形态转变为无定形或高弹性状态或流体状态(反之亦然)的狭窄温度范围的近似中点,称为玻璃化转变温度,通常表示为Tg,是耐热性的指标。
收缩率:定义为收缩量占收缩前尺寸的百分比,收缩率是收缩前后尺寸的差值。
内应力:是指胶体(物质)在没有外力的情况下,由于缺陷、温度变化、溶剂作用等原因而产生的应力。
耐化学性:指耐酸、碱、盐、溶剂等化学物质的能力。
耐燃性:指材料在接触火焰时抵抗燃烧的能力,或离开火焰时阻碍继续燃烧的能力。
耐候性:指材料暴露于阳光、冷热、风雨等气候条件下的耐受能力。
老化:固化胶体在加工、贮存和使用过程中,由于外界因素(热、光、氧、水、辐射、机械力和化学介质等)的作用。),发生一系列的物理或化学变化,使高分子材料变脆、开裂发粘、变色开裂、粗糙发泡、表面粉化、脱层剥落,性能逐渐变差,使力学性能无法丧失。
介电常数:又称介电常数和电容率。指的是每个“单位体积”的物体,在每个单位的“电位梯度”下所能储存的“静电能量”的量。当胶体的“电渗透性”越大(说明质量越差),两条接近的导线中有电流时,就越难达到完全绝缘的效果,换句话说,更容易产生某种程度的漏电。所以一般情况下绝缘材料的介电常数应该尽量小。水的介电常数是70,水少了会引起显著的变化。
4.环氧树脂胶多为热固性胶,主要有以下特点:温度越高,固化越快;一次性混合的量越多,固化越快;固化过程中存在放热现象。