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高聚物如何增韧环氧结构胶

[ 2007-07-13 ] 来源于: 卡维资讯

  环氧树脂增韧用的高聚物主要是相对分子质量高的橡胶和热塑性树脂,尤其是耐热性高的热塑性树脂,如丁腈橡胶、尼龙、聚酚氧、聚砜、聚醚酮、聚醚醚酮等。高聚物增韧环氧结构胶是环氧结构胶改性的重要途径,那么如何高聚物如何实现增韧环氧结构胶呢?中国环氧树脂行业协会专门为此释疑。
  
  用于增韧环氧结构胶的高聚物,本身韧性大、强度高,有的耐热性很高,与环氧树脂有一定的相容性,固化过程中能产生相分离,在固化物中形成海岛结构或互穿网络结构,从而使固化物具有高强度和高韧性。主要用来配制中温或高温固化的,具有高强度、高韧性和较高耐热性的环氧结构胶粘剂。用于主受力结构件的胶接,如金属蜂窝结构和钣金结构的胶接,飞机、火箭、船舶、车辆、重型机械等的受力结构件的胶接。
  
  环氧-丁腈结构胶粘剂是用高分子固体丁腈橡胶增韧的环氧结构胶粘剂,多采用腈基含量高的丁腈-40。环氧—丁腈结构胶粘剂通常以胶液和胶膜两种形式供应,配胶液时选用相对分子质量低的液体双酚A型环氧树脂,配制胶膜时选用相对分子质量高的固体双酚A型环氧树脂,或与液体环氧树脂并用。使用温度约-55~80℃。引进多官能环氧树脂如酚醛环氧、氨基多官能环氧、TDE-85等可提高耐高温性。固化剂多选用双氰胺或双氰胺-促进剂体系,也可选用活性低的芳香族多胺以提高耐热性。胶粘剂中加入丁腈橡胶的硫化剂(如过氧化二异丙苯、硫磺等)、硫化促进剂(如ZnO、MgO等)及填料(如气相法SiO2等)可以进一步提高增韧效果。用丁腈增韧的环氧胶粘剂其剪切、剥离和耐疲劳性能均有显著提高。耐湿热老化性稍差于酚醛—丁腈胶粘剂,但比环氧-尼龙胶粘剂好得多。此类国产胶粘剂有自力—2号、自力—3号、J—23、J—30等。
  
  环氧-尼龙结构胶粘剂是重要的高聚物如何增韧环氧结构胶。中国环氧树脂行业协会专家介绍说,高分子固体尼龙(聚酰胺)是一种韧性极好的高聚物,分子中有大量极性很大的酰胺基,能与环氧基发生化学反应,增加粘附力、提高增韧效果。由于极性大、熔点高,与环氧树脂相溶性差,而且尼龙不溶于常用溶剂不能配制胶液。增韧环氧胶粘剂用的尼龙是经过改性的醇溶性尼龙,如羟甲基尼龙、尼龙6/尼龙66/尼龙610三元共聚物等共聚尼龙。此外将结构不同的结晶尼龙混熔后,也可制得低熔点混熔物,如尼龙610与尼龙11混熔物的熔点为162℃,尼龙66与尼龙11混熔物的熔点为121℃。环氧-尼龙结构胶粘剂具有较高的剪切强度和剥离强度,以及良好的耐疲劳和耐冲击性能。其缺点是耐热性和耐水性差,特别是耐湿热老化性极差,限制了它的应用。提高环氧-尼龙胶粘剂的耐热性和耐湿热性是当前的研究课题之一,已取得了一定进展。
  
  用高聚物增韧环氧结构胶的又一个种类是环氧—聚砜结构胶粘剂。环氧—丁腈胶和环氧—尼龙胶的使用温度都不高,前者如自力—2号胶的使用温度只有-60~60℃,而后者如402胶也不过才-60~120℃。要配制耐高温环氧结构胶粘剂必须处理好耐热性与韧性的关系。二者常常是互相矛盾的。采用耐热性高、韧性好的热塑性树脂来增韧环氧树脂,是妥善处理此矛盾的有效途径。已在胶粘剂中使用的有聚砜,正在研究的还有聚苯硫醚、聚醚酮、聚醚醚酮等。和韧性很高的热塑性高聚物。聚砜分子结构中的二苯砜基是高度共轭的芳环体系,它的化合键比非共轭键结构坚强有力,能吸收大量热能而不致于引起主链和支链断裂,因而具有较高的热稳定性。共轭体系中的二苯砜基团处于空间的牢固位置,而硫原子又处在最高氧化状态,有很高的抗氧化能力。所以聚砜在高温下能保持相当好的刚度和强度,具有很高的耐热性和热氧稳定性。异丙基和醚键使分子链具有一定的柔性,使聚砜具有较大的韧性和易于熔融加工性能。聚砜的抗蠕性很好,其蠕变量是热塑性树脂中最小的品种之一。

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