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繼上一期我們討論了脂環(huán)族環(huán)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(huán)氧-酸酐體系進行討論。環(huán)氧-酸酐固化體系具有低粘度、低收縮、低毒、低放熱等特點現(xiàn)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(huán)族環(huán)氧樹脂的一流供應商，近年來在脂環(huán)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(huán)族環(huán)氧-酸酐體系做相關介紹和分享，希望在脂環(huán)族環(huán)氧樹脂的應用方面能夠對行業(yè)內(nèi)的用戶有所幫助。
由于脂環(huán)族環(huán)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(huán)氧樹脂要低，脂環(huán)族環(huán)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(zhì)存在時也會對反應有促進作用。在無促進劑時，首先由環(huán)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(huán)氧樹脂的環(huán)氧基開環(huán)加成反應生成仲羥基：
生成的仲羥基再與另一個環(huán)氧基反應重復以上步驟，最終得到高度交聯(lián)的高分子聚合物。
本期使用泰特爾典型代表產(chǎn)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
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脂環(huán)族環(huán)氧樹脂 |
TTA21P |
Parts |
100 |
|
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酸酐固化劑 |
MHHPA |
Parts |
130 |
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催化劑 |
市售季磷鹽 |
Parts |
2 |
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混合黏度 |
25℃ |
mPa·s |
160 |
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熱性能 |
Tg-DSC |
℃ |
226 |
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TMA |
Tg |
℃ |
225 |
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α1 |
μm/(m·℃) |
66 |
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α2 |
μm/(m·℃) |
174 |
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Tg-DMA |
E' |
℃ |
201 |
|
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tane |
℃ |
231 |
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機械性能 |
拉伸強度 |
MPa |
46 |
|
|
拉伸模量 |
MPa |
3205 |
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斷裂韌性KIC |
Mpa*m? |
0.42 |
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斷裂伸長率 |
% |
2.8 |
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彎曲強度 |
MPa |
118 |
||
|
彎曲模量 |
MPa |
3120 |
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固化物外觀 |
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電性能 |
體積電阻率 |
Ω*cm |
1.168×1016 |
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表面電阻率 |
Ω |
1.191×1015 |
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硬度 |
Shore D |
/ |
89 |
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吸水率 |
25℃/24hr |
% |
1.05 |
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固化條件 |
烘箱 |
100℃/2hr+140℃/2hr+180℃/1hr |
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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(fā)現(xiàn)脂環(huán)族環(huán)氧經(jīng)過改性之后可顯著改善以上缺點，現(xiàn)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
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環(huán)氧樹脂 |
TTA21P |
100 |
100 |
100 |
100 |
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酸酐 |
MHHPA |
130 |
|
|
|
|
MTHPA |
|
128 |
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|
MNA |
|
|
137 |
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DDSA |
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|
205 |
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促進劑 |
AO-4 |
2 |
2 |
2 |
2 |
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Tg-DSC |
℃ |
226 |
207 |
235 |
96 |
|
Tg-DMA E' |
℃ |
190 |
187 |
208 |
97 |
|
tane |
℃ |
232 |
209 |
226 |
109 |
總體來說，脂環(huán)族環(huán)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(huán)等不飽和鍵，所有具有優(yōu)異的耐UV老化特性。將脂環(huán)族環(huán)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(lián)密度、透明度、電氣性能等。也正是由于這一系列特點，脂環(huán)族環(huán)氧-酸酐體系現(xiàn)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(huán)族環(huán)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。
