環(huán)氧樹脂是現(xiàn)在新型材料，固化劑對環(huán)氧樹脂固化物的具體性能有著重要的作用，這篇文章就是四川環(huán)氧樹脂以市場上常見的不同結構呢固化劑為對象，通過考察固化劑種類和用量對涂層干燥時間、硬度、附著力和抗沖擊性能的影響，得到固化劑結構與固化樹脂的性能關系，為高性能固化劑的結構設計提供基礎理論依據(jù)。

0·引言

環(huán)氧樹脂本身為熱塑性的線型結構，受熱后固態(tài)樹脂可以軟化、熔融，變成粘稠態(tài)或液態(tài)；液態(tài)樹脂受熱粘度降低。只有加入固化劑后，環(huán)氧樹脂才能得到實用。當環(huán)氧樹脂確定之后，固化劑對環(huán)氧樹脂固化產(chǎn)物的最終性能具有重要的作用。

本研究以國內(nèi)市場上常用的固化劑為考察對象，通過對其與雙酚A環(huán)氧樹脂E51反應得到的固化樹脂進行研究，摸索出固化劑結構對固化樹脂性能之間的相互影響規(guī)律，為高性能固化劑的結構設計提供基礎理論依據(jù)。

1·實驗

1.1原料

雙酚A環(huán)氧樹脂E51、593、D400、IPDA、651。固化劑593、D400、IPDA和651的。丙酮。

1.2實驗方法

1.2.1涂層制備

按照配方表1稱取一定量的樹脂和固化劑，室溫下機械攪拌至體系均勻后，真空脫泡，然后用100μm的漆膜涂敷器在鋼板(拋光并用丙酮清洗)上涂敷一層漆膜，用于附著力測試；剩下涂料澆注在底部為鋼板(拋光并用丙酮清洗)的模具(～8mm)中，用于硬度和抗沖擊性能測試。室溫固化7d后測試各性能。

1.2.2性能測試

2·結果與討論

2.1固化時間

以活潑H:環(huán)氧基比值為1.2:1的這組固化劑為例，進行固化時間研究。從表3可明顯看出，593和IPDA的固化速度很快，3h內(nèi)即可實干；D400固化卻非常慢，48h后才能表干。

2.2硬度

對于不同種類的固化劑來說，固化劑結構對固化樹脂的硬度影響不大，硬度在80邵D左右。這是因為本研究采用的高環(huán)氧值的雙酚A環(huán)氧樹脂E51，其分子鏈短，剛性基團數(shù)量多，固化樹脂的硬度由環(huán)氧樹脂決定，與固化劑的種類無關。

考察固化劑用量對固化樹脂的硬度的影響，可以發(fā)現(xiàn)兩種不同的結果：

對于593、IPDA和651這三種固化劑來說，固化劑用量(活潑H:環(huán)氧基比值為0.8:1～1.6:1)對固化樹脂的硬度影響不大。這是因為，這三種固化劑的分子鏈較短，用量的變化不足以影響固化樹脂的交聯(lián)密度和剛性基團含量，因此，硬度基本不變。對于D400來說，由于其是長鏈的柔性固化劑，當活潑H:環(huán)氧基比值高于1:1時，交聯(lián)密度減小，同時固化樹脂中的剛性基團含量顯著降低，因此，固化樹脂硬度隨著用量的提高而變小。

2.3附著力

對于不同的固化劑，其附著力差異也較大。

對于D400來說，分子鏈是長鏈的柔性聚醚胺結構，并且其固化時間較長，有利于樹脂對鋼板底材的充分浸潤，樹脂與鋼板之間的作用面積較大，因此，附著力較大。當固化劑用量較低時，涂層不能完全固化，附著力較低；提高固化劑用量至一定比例(活潑H:環(huán)氧基比值為1.2:1)，涂層完全固化，附著力達到最大(6.9MPa)；進一步增大固化劑用量，過量的固化劑無法參與交聯(lián)反應，降低涂層強度，附著力下降[3,4]。

當固化劑選用593或651時，由于其分子鏈上帶有很多極性基團，如羥基、羧基等，提高其用量，相當于增加了樹脂與鋼板底材的作用基團數(shù)量，因此，附著力增大。但是這兩種固化劑的分子鏈都較短，當用量過高，固化樹脂的內(nèi)聚能因極性基團含量的提高變大，樹脂表現(xiàn)出很高的脆性，附著力反而下降[5]。

IPDA固化劑是小分子的脂環(huán)二胺，固化樹脂的交聯(lián)密度極大，脆性很大，因此，附著力較低，僅為1.0MPa左右。

2.4抗沖擊性能

采用2kg的重錘從1.1m高處對涂層進行沖擊，觀察不同固化劑(活潑H:環(huán)氧基比值為1.2:1)沖擊后的形貌變化，結果如圖2所示。與附著力結果類似，D400的沖擊性能最優(yōu)，IPDA最差。

與附著力的測試結果類似，在環(huán)氧樹脂的剛性結構中引入玻璃化溫度更低的長鏈的柔性聚醚胺D400，使其和環(huán)氧樹脂形成緊密、疏松相間的兩相網(wǎng)絡結構，提高了交聯(lián)網(wǎng)鏈的活動能力，有利于應力的分散，使得抗沖擊性能提高[6～8]。

對于593和651來說，分子鏈上的極性基團導致固化樹脂內(nèi)聚能較大，并且分子鏈段短，交聯(lián)密度大，涂層表現(xiàn)為脆性，沖擊性能差。

小分子的IPDA則使得固化樹脂交聯(lián)密度極大，固化過程中涂層因內(nèi)聚能過大而出現(xiàn)自開裂的現(xiàn)象。

3·結論

(1)593和IPDA固化速度極快，3h內(nèi)即可實干；D400固化非常慢，48h才能表干。

(2)選用環(huán)氧樹脂E51，固化劑結構對固化樹脂的硬度影響不大，并且593、IPDA和651固化劑用量與固化樹脂的硬度影響不大，而D400的固化樹脂硬度隨著用量的提高而變小。

(3)對于本文所研究的四種不同固化劑，D400附著力最大，可達到6.9MPa；IPDA最小，僅為1MPa左右；D400抗沖擊性能最優(yōu)，IPDA最差。

以上就是這次實驗的整個過程和結果，希望在此后你選擇環(huán)氧樹脂和固化劑時可以對你有所幫助，四川環(huán)氧樹脂感謝你的閱讀和觀看。