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影响环氧胶黏剂耐温性的主要因素

打印文章】 【关闭窗口】 【 浏览次数:147】 【 发布日期:2017-9-4 10:10:17】
影响环氧胶黏剂耐温性的主要因素
环氧胶黏剂的高温性取决于固化物的热变形温度和热氧化稳定性。前者决定了高温下的力学性能(强度、模量、蠕变等),后者决定了极限使用温度(分解温度)。这些都取决于树脂及固化剂的分子结构和相互的反应性。一般说来,固化物中交联点间的距离愈短,交联密度愈大,分子链上芳环、脂环、杂环等耐热刚性基团愈多则热变形温度愈高,高温力学性能愈大,耐热性愈好,但是脆性也愈大。脆性大会使强度降低,故通常要进行增韧。热氧化稳定性是指固化物抵抗热氧化破坏的能力。它与固化物分子的化学结构有关。可添加抗氧剂加以改善。

一般在无氧气存在时,环氧树脂本体热分解温度在300℃以上。而在空气中使用时,一般在180~200℃就会发生热氧化分解。在此温度下老化一段时间,强度下降就更大。多数脂环族环氧树脂在200℃以下比较稳定,但在高于200℃时热氧化破坏比双酚A型环氧树脂更严重。这可能是脂环不如芳环稳定的缘故。芳香胺固化的双酚A型环氧树脂的热氧化稳定性比脂环或芳环酸酐固化的双酚A型环氧树脂差。因为在胺类固化的环氧树脂结构中有比较多的羟基。在较低的温度下就易于产生脱水反应。此外胺类上的N原子也比较容易遭受热氧化破坏。而酸酐固化物中很少生成羟基。但在290℃以上两类固化剂的环氧固化物分子主链都会开始断裂。由上可知,双酚A型环氧树脂的耐高温性较差。酸酐固化物的耐高温性优于芳香胺固化物。

一般说来,固化温度要求高的体系其耐温性也就高。针对这一个现象,这是由于本身耐温性高的环氧树脂和固化剂往往活性较低,在高温下才能固化完全,所以耐温性高。

01增韧剂
耐高温环氧胶黏剂由于大分子的刚性和交联密度大,所以脆性偏高,影响了胶接强度,尤其是线受力强度,因此需要增韧。常用的增韧剂有端羧基丁腈橡胶、聚酚氧树脂、聚砜树脂等。通常随着韧性的增加,耐热性会下降。近年来采用耐热性热塑性树脂如聚芳砜、聚醚酮、聚醚醚酮等来增韧。随韧性的提高耐热性基本上不降低,甚至还略有提高。

02填料
从耐热性来看,填料也是一个重要组分。其中超细纯铝粉能显著提高胶接强度。气相法SiO2和石棉粉还有控制流动性,防止流淌的作用。常用的填料还有硅微粉、立德粉等。

03抗热氧剂
被粘物的金属离子如铜、铁离子在高温下能催化有机高分子的热氧化降解反应,造成界面粘接破坏。为了消除金属离子的催化降解活性,提高耐高温性能,常加入金属离子螯合剂如8-羟基喹啉、没食子酸丙酯(配酸正丙酯)、乙酰基丙酮、邻苯二酚等。它们可以捕捉这些金属离子,从而减弱金属离子的催化降解作用。某些砷、锰、钼的氧化物也能有效的降低金属离子的活性,如AS2O5能与Fe离子生成很稳定的砷酸铁。
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