Thread Content
Особенности и области применения алкициклических эпоксидных смол заключаются в том, что в молекулярной структуре этих смол группы эпоксида не происходят от эпоксипропана; они напрямую связаны с алкициклическими структурами. Поэтому по сравнению с эпоксидными смолами на основе бисфенола А алкициклические эпоксидные смолы обладают следующими особенностями: 1. Хорошая термостабильность: благодаря тому, что группы эпоксида напрямую связаны с алкициклическими структурами, формируется прочная молекулярная структура. После отверждения плотность связей между молекулами увеличивается, в результате чего температура термической деформации оказывается высокой – температура термического разложения может превышать 190°C, а температура термической деструкции – 360°C. Низкий уровень сжатия при затвердевании, высокая прочность на растяжение. Однако из-за низкого эпоксидного эквивалента и высокой плотности связей, получаемый материал остается крехким и имеет низкую ударопрочность. 2. Хорошая устойчивость к атмосферным воздействиям: в молекулярной структуре алкиленовых эпоксидных смол отсутствуют бензольные кольца, что обеспечивает им хорошую устойчивость к атмосферным воздействиям и защиту от ультрафиолетового излучения. 3. Отличные электроизоляционные свойства: поскольку в процессе синтеза не содержатся ионы хлора, натрия и т. д., алициклические эпоксидные смолы обладают хорошими диэлектрическими свойствами. Как с точки зрения удельного сопротивления, так и с точки зрения значения тангента угла диэлектрических потерь, они превосходят эпоксидные смолы на основе бисфенола А. 4. Хорошие технологические свойства: у алканоциклических эпоксидных смол вязкость довольно низкая, поэтому их проще использовать при литье и прессовании деталей. Это особенно важно при обработке крупных деталей. Кроме того, благодаря низкой вязкости алкиленовых эпоксидных смол их также можно использовать в качестве хорошего активного разбавителя для эпоксидных смол. 5. Высокая безопасность: циклоалкиленовые эпоксидные смолы проявляют более высокую реакционную способность к органическим кислотам и ангидридам, чем к аминам. Поэтому они могут полностью отвердеть в присутствии кислотных отвердителей. Таким образом избегается использование аминов с высокой токсичностью и летучестью в качестве отвердителей, что делает процесс более безопасным для операторов. Основные области применения алкиленовых эпоксидных смол: 1. В качестве разбавителя могут использоваться алкиленовые эпоксиды, такие как эпоксид-269, 206, 201 и 221. Среди них эпоксиды 269 и 206 представляют собой жидкости с высокой температурой кипения и низкой вязкостью; они сохраняют жидкое состояние даже при температуре -60°C, что делает их отличными растворителями для эпоксидных смол. Кроме того, по мере увеличения количества используемого вещества вязкость эпоксидной смеси значительно снижается, однако температура термической деформации остается практически неизменной. Это то, чего не могут достичь обычные эпоксидные растворители. Влияние различных растворителей на свойства отвердевшего материала показано в таблице 7. Эпоксид 269 — это активный растворитель с двумя эпоксидными группами; после отверждения он обладает высокой степенью кросс-связи и сохраняет свою первоначальную кольцевую структуру, благодаря чему имеет высокую температуру термостойкости и хорошие механические свойства. 2. Органические изоляторы, изготовленные из алициклических эпоксидных соединений, заменили керамические материалы в высоковольтных устройствах, используемых на открытом воздухе. По сравнению с керамикой он обладает преимуществами в виде небольшого веса и объема, высокой устойчивости к ударам, а также позволяет дешево производить изделия различных размеров и форм. Благодаря своим отличным электрическим характеристикам и стабильности цвета его можно использовать в качестве материала для упаковки светодиодов. После добавления пластификаторов на основе полиолов они находят широкое применение при герметизации трансформаторов, высоковольтных катушек и различных небольших электронных компонентов. Такие материалы способны одновременно соответствовать требованиям к хорошей устойчивости к тепловым ударам, высокой температуре тепловой деформации и отличным электрическим характеристикам. 3. Алициклические эпоксидные смолы на основе композитных материалов обладают высокой термостойкостью, механическими свойствами и устойчивостью к атмосферным воздействиям. Особенно примечательными являются их низкая вязкость и длительный срок использования. Эти смолы идеально подходят для производства высокопрочных термостойких композитных материалов методами влажного ламинирования и намотки. Ламинаты из стекловолоконной смолы, содержащие ациклические эпоксидные соединения, после отверждения имеют плотную структуру. У таких материалов высокая температура термической деформации (более 300°C), отличная термостабильность и устойчивость к атмосферным воздействиям. Кроме того, они обладают высокой прочностью на удары и хорошими электрическими изоляционными свойствами. 4. Алкидные эпоксидные соединения, используемые в производстве форм, также могут служить компонентами смолы для пластиковых форм. Получаемый на их основе материал обладает хорошей термостойкостью, высокой механической прочностью, небольшим уровнем усадки при сжатии и высокой точностью; поэтому его можно использовать для изготовления точных литейных форм и пресс-форм. По сравнению с металлическими формами, он имеет такие преимущества, как простота обработки, низкая стоимость, небольшой вес и удобство при процессе литья. В японских патентах описано использование ZH92-21, алюминиевого порошка и метилфталоатангидрида при действии активаторов для поэтапной отверждения с целью создания форм для вакуумного литья, литья под низким давлением, инжекционного литья, а также форм для выдувного и пенопластового производства, обладающих хорошими теплопроводными свойствами и высокой гладкостью поверхности. 5. Алициклические эпоксиды, используемые в качестве клеев, обладают уникальными свойствами для применения в процессах склеивания: они способны формировать мощные химические связи с грязными поверхностями, а также с поверхностями металлов, покрытыми маслом. Это делает их более привлекательными по сравнению с глицирольными эфирными эпоксидными смолами. Клей, изготовленный на основе ZH207, при склеивании алюминиевых листов обладает следующими характеристиками: при комнатной температуре сила сцепления умеренная, но по мере повышения температуры она увеличивается. 6. Эпоксидные соединения циклоалканового ряда также обладают особыми свойствами в применении в красках. Краски, полученные на основе таких смол, способны выдерживать высокие температуры: ZH68-01 выдерживает температуру свыше 230°C, ZH206 – свыше 250°C, а ZH207 – до 300°C. Алканоциклическая структура обеспечивает повышенное сопротивление поверхности краски и снижает уровень утечек тока, что способствует сохранению цвета краски и её долговечности в условиях наружного использования. Благодаря смешиванию и кросс-связыванию циклоалкидных эпоксидов и смол, содержащих аминогруппы, получаются краски с отличными свойствами. Их можно использовать в качестве финишных покрытий, основных слоев краски для автомобилей, а также в промышленной покраске, где требуется высокая степень формирования пленки. Краски, отверждаемые под действием ультрафиолетового света, пользуются все большим вниманием благодаря таким преимуществам, как быстрое отверждение, отсутствие необходимости в высоких температурах, отсутствие пузырьков в поверхностном слое и высокая глянцевость покрытия. Эти краски, в основе которых лежат алканоциклические эпоксиды, обладают высокой устойчивостью к погодным воздействиям, высокой твердостью, стойкостью к износу и ударам, а также сопротивляемостью к химическому воздействию. Кроме того, они имеют хорошие свойства для клеения. Их можно использовать в качестве краски для защиты печатных плат, в качестве поверхностного слоя для оптических дисков, а также для защиты металла и пластика. Применение эпоксидных смол в изготовлении художественных изделий хорошо известно. Эпоксидные смолы обладают хорошей обрабатываемостью; их можно использовать для формовки с помощью различных методов – нанесения слоев, литья и т. д. Поэтому они являются отличным материалом для создания художественных изделий. Его можно использовать для склеивания ракушек, стекла, гальки и мягких тканей с целью создания различных изделий искусства. Его также можно использовать для формирования образцов растений и животных в определенных формах. Кроме того, им можно лить изделия в формах, имитирующие бронзовые, каменные изделия или изделия из нефрита. Его также можно использовать для прикрепления фотографий и картин к изделиям искусства. Конечно, эпоксидную смолу можно использовать для рисования на стекле, керамике и камне. Рецепт клея на основе эпоксидной смолы очень прост: в зависимости от материала, который необходимо склеить, можно использовать эпоксидную смолу 6101 (или 634), отвердители на основе жирных аминов, тальк и т. д., чтобы получить клей в жидкой или пастообразной форме. В качестве компонентов эпоксидных красок также добавляются красители, растворители и другие вещества, чтобы сделать их пригодными для использования на конкретных поверхностях. Состав литой смеси для заливки формованных изделий должен определяться с учетом прозрачности, цвета, твердости и мягкости готового изделия, условий отверждения, а также степени сложности формы. Модификация эпоксидных смол 1. Обзор Эпоксидные смолы обладают отличными механическими свойствами, высокой адгезией, низким уровнем сжатия, хорошей стабильностью и превосходными электроизоляционными характеристиками. Благодаря этому они находят широкое применение в таких областях, как машиностроение, электроника, электротехника, космонавтика, авиация, производство красок и клеев, а также в качестве основы для композитных материалов. Однако из-за высокой степени связности эпоксидной смолы после отверждения и больших внутренних напряжений у неё есть такие недостатки, как хрупкость, плохая усталостная прочность, низкая термостойкость и слабая ударопрочность. Это затрудняет её использование в инженерных целях, что ограничивает её применение. В частности, это препятствует использованию эпоксидных смол в качестве компонентов для производства композитных материалов. Поэтому ученые по всему миру проводят множество исследований по модификации эпоксидных смол. Среди них наиболее важными являются улучшение хрупкости эпоксидной смолы и её стойкости к влаге и теплу. Эпоксидные смолы можно модифицировать химическими методами и физическими методами. Модификация химическими методами заключается в основном в синтезе эпоксидных смол с новой структурой и отвердителей с новой структурой; модификация физическими методами направлена на улучшение свойств путем формирования смешанной структуры с модификаторами. При сравнении двух методов первый метод уступает второму по технологии, стоимости и степени сложности. Поэтому в настоящее время модификация эпоксидных смол осуществляется в основном с помощью структуры смешивания. Существует три основных способа повышения упругости эпоксидных смол: ① использование жестких неорганических наполнителей, резиновых эластомеров и термопластических полимеров для формирования двухфазной структуры, что способствует повышению упругости. ②Для повышения прочности и улучшения свойств используется термопластичный пластик, непрерывно введенный в сетку эпоксидной смолы для формирования полимера с полуперекрывающейся сеткой. ③Повышение активности сети связей достигается путем изменения химического состава этой сети (например, путем введения в нее «гибких участков»). Улучшение стойкости эпоксидных смол к влажности и теплу достигается прежде всего путем введения в молекулы эпоксидных смол структурных единиц с полициклическими структурами, синтеза фторсодержащих эпоксидных смол, а также использования новых отвердителей вместо традиционного DDS и других аналогов. Благодаря повышенной стойкости к влажности и теплу, а также улучшенной прочности, модифицированный эпоксидный смол будет находить все более широкое применение в производстве электронных и электрических устройств, в конструкциях из композитных материалов, а также в качестве высокопроизводительных строительных клеев. С другой стороны, несмотря на хорошие технологические свойства эпоксидных смол, для различных областей применения их процессы обработки требуют соответствующей корректировки. Например, эпоксидные смолы на основе дифенилпропана из-за своей высокой вязкости имеют плохие характеристики при некоторых способах обработки. Поэтому в систему отверждения необходимо добавлять растворители для снижения вязкости и улучшения условий процесса обработки. Поэтому для удовлетворения потребностей различных приложений необходимо добавлять различные добавки, такие как растворители, наполнители, усилители и т. д. Регулирование пластичности эпоксидной смолы: пластичность смесей эпоксидных смол имеет важное значение для использования их в качестве красок, изоляционных материалов, при литье и т. д. Чтобы соответствовать этим требованиям, необходимо снизить вязкость, либо повысить её, либо придать материалу тектонические свойства. Составы, способные удовлетворить эти требования, называются регуляторами текучести.