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繼上一期我們討論了脂環族環氧-胺固化體系的性能特點后，本期我們就另外一個最常見的應用場景環氧-酸酐體系進行討論。環氧-酸酐固化體系具有低粘度、低收縮、低毒、低放熱等特點現廣泛應用于各個領域。江蘇泰特爾新材料科技股份有限公司作為全球特種脂環族環氧樹脂的一流供應商，近年來在脂環族樹脂-酸酐固化體系做了很多基礎性探究實驗，本期將圍繞脂環族環氧-酸酐體系做相關介紹和分享，希望在脂環族環氧樹脂的應用方面能夠對行業內的用戶有所幫助。
由于脂環族環氧樹脂的分子結構中沒有羥基等含活潑氫的基團，與酸酐反應活性較比普通環氧樹脂要低，脂環族環氧樹脂采用酸酐固化時一般需加入相關促進劑來提高反應速率、固化程度和縮短固化時間，同時含羥基物質存在時也會對反應有促進作用。在無促進劑時，首先由環氧樹脂的羥基與酸酐反應生成含酯鏈的羧酸：
然后羧酸和環氧樹脂的環氧基開環加成反應生成仲羥基：
生成的仲羥基再與另一個環氧基反應重復以上步驟，最終得到高度交聯的高分子聚合物。
本期使用泰特爾典型代表產品TTA21P與不同酸酐固化劑做相關性能評估實驗，詳情如下：
1、TTA21P與酸酐(甲基六氫苯酐)固化性能
|
脂環族環氧樹脂 |
TTA21P |
Parts |
100 |
|
|
酸酐固化劑 |
MHHPA |
Parts |
130 |
|
|
催化劑 |
市售季磷鹽 |
Parts |
2 |
|
|
混合黏度 |
25℃ |
mPa·s |
160 |
|
|
熱性能 |
Tg-DSC |
℃ |
226 |
|
|
TMA |
Tg |
℃ |
225 |
|
|
α1 |
μm/(m·℃) |
66 |
||
|
α2 |
μm/(m·℃) |
174 |
||
|
Tg-DMA |
E' |
℃ |
201 |
|
|
tane |
℃ |
231 |
||
|
機械性能 |
拉伸強度 |
MPa |
46 |
|
|
拉伸模量 |
MPa |
3205 |
||
|
斷裂韌性KIC |
Mpa*m? |
0.42 |
||
|
斷裂伸長率 |
% |
2.8 |
||
|
彎曲強度 |
MPa |
118 |
||
|
彎曲模量 |
MPa |
3120 |
||
|
固化物外觀 |
|
|||
|
電性能 |
體積電阻率 |
Ω*cm |
1.168×1016 |
|
|
表面電阻率 |
Ω |
1.191×1015 |
||
|
硬度 |
Shore D |
/ |
89 |
|
|
吸水率 |
25℃/24hr |
% |
1.05 |
|
|
固化條件 |
烘箱 |
100℃/2hr+140℃/2hr+180℃/1hr |
||
針對上述不足之處，江蘇泰特爾新材料科技應用服務中心也做了些改性的嘗試，發現脂環族環氧經過改性之后可顯著改善以上缺點，現將結果分享如下:
固化物性能
注：固化條件 100℃/2h+ 150℃/2h
3、TTA21P與不同種類酸酐固化
|
環氧樹脂 |
TTA21P |
100 |
100 |
100 |
100 |
|
酸酐 |
MHHPA |
130 |
|
|
|
|
MTHPA |
|
128 |
|
|
|
|
MNA |
|
|
137 |
|
|
|
DDSA |
|
|
|
205 |
|
|
促進劑 |
AO-4 |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
Tg-DSC |
℃ |
226 |
207 |
235 |
96 |
|
Tg-DMA E' |
℃ |
190 |
187 |
208 |
97 |
|
tane |
℃ |
232 |
209 |
226 |
109 |
總體來說，脂環族環氧樹脂-酸酐固化體系固化物具有高透明、高耐熱、高模量等明顯特點，同時由于結構上不存在苯環等不飽和鍵，所有具有優異的耐UV老化特性。將脂環族環氧樹脂與其他樹脂混合搭配可降低體系粘度和提高體系的Tg、交聯密度、透明度、電氣性能等。也正是由于這一系列特點，脂環族環氧-酸酐體系現已廣泛應用于復合材料、電子封裝、膠黏劑等領域。
以上是關于脂環族環氧-酸酐體系的部分信息分享，希望可以對下游客戶應用提供參考，也歡迎可以同客戶展開更多的溝通和交流，促進材料更好的應用和問題的解決。
