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继上一期我们讨论了脂环族环氧-胺固化体系的性能特点后，本期我们就另外一个最常见的应用场景环氧-酸酐体系进行讨论。环氧-酸酐固化体系具有低粘度、低收缩、低毒、低放热等特点现广泛应用于各个领域。江苏泰特尔新材料科技股份有限公司作为全球特种脂环族环氧树脂的一流供应商，近年来在脂环族树脂-酸酐固化体系做了很多基础性探究实验，本期将围绕脂环族环氧-酸酐体系做相关介绍和分享，希望在脂环族环氧树脂的应用方面能够对行业内的用户有所帮助。
由于脂环族环氧树脂的分子结构中没有羟基等含活泼氢的基团，与酸酐反应活性较比普通环氧树脂要低，脂环族环氧树脂采用酸酐固化时一般需加入相关促进剂来提高反应速率、固化程度和缩短固化时间，同时含羟基物质存在时也会对反应有促进作用。在无促进剂时，首先由环氧树脂的羟基与酸酐反应生成含酯链的羧酸：
然后羧酸和环氧树脂的环氧基开环加成反应生成仲羟基：
生成的仲羟基再与另一个环氧基反应重复以上步骤，最终得到高度交联的高分子聚合物。
本期使用泰特尔典型代表产品TTA21P与不同酸酐固化剂做相关性能评估实验，详情如下：
1、TTA21P与酸酐(甲基六氢苯酐)固化性能
|
脂环族环氧树脂 |
TTA21P |
Parts |
100 |
|
|
酸酐固化剂 |
MHHPA |
Parts |
130 |
|
|
催化剂 |
市售季磷盐 |
Parts |
2 |
|
|
混合黏度 |
25℃ |
mPa·s |
160 |
|
|
热性能 |
Tg-DSC |
℃ |
226 |
|
|
TMA |
Tg |
℃ |
225 |
|
|
α1 |
μm/(m·℃) |
66 |
||
|
α2 |
μm/(m·℃) |
174 |
||
|
Tg-DMA |
E' |
℃ |
201 |
|
|
tanð |
℃ |
231 |
||
|
机械性能 |
拉伸强度 |
MPa |
46 |
|
|
拉伸模量 |
MPa |
3205 |
||
|
断裂韧性KIC |
Mpa*m½ |
0.42 |
||
|
断裂伸长率 |
% |
2.8 |
||
|
弯曲强度 |
MPa |
118 |
||
|
弯曲模量 |
MPa |
3120 |
||
|
固化物外观 |
|
|||
|
电性能 |
体积电阻率 |
Ω*cm |
1.168×1016 |
|
|
表面电阻率 |
Ω |
1.191×1015 |
||
|
硬度 |
Shore D |
/ |
89 |
|
|
吸水率 |
25℃/24hr |
% |
1.05 |
|
|
固化条件 |
烘箱 |
100℃/2hr+140℃/2hr+180℃/1hr |
||
针对上述不足之处，江苏泰特尔新材料科技应用服务中心也做了些改性的尝试，发现脂环族环氧经过改性之后可显著改善以上缺点，现将结果分享如下:
固化物性能
注：固化条件 100℃/2h+ 150℃/2h
3、TTA21P与不同种类酸酐固化
|
环氧树脂 |
TTA21P |
100 |
100 |
100 |
100 |
|
酸酐 |
MHHPA |
130 |
|
|
|
|
MTHPA |
|
128 |
|
|
|
|
MNA |
|
|
137 |
|
|
|
DDSA |
|
|
|
205 |
|
|
促进剂 |
AO-4 |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
Tg-DSC |
℃ |
226 |
207 |
235 |
96 |
|
Tg-DMA E' |
℃ |
190 |
187 |
208 |
97 |
|
tanð |
℃ |
232 |
209 |
226 |
109 |
总体来说，脂环族环氧树脂-酸酐固化体系固化物具有高透明、高耐热、高模量等明显特点，同时由于结构上不存在苯环等不饱和键，所有具有优异的耐UV老化特性。将脂环族环氧树脂与其他树脂混合搭配可降低体系粘度和提高体系的Tg、交联密度、透明度、电气性能等。也正是由于这一系列特点，脂环族环氧-酸酐体系现已广泛应用于复合材料、电子封装、胶黏剂等领域。
以上是关于脂环族环氧-酸酐体系的部分信息分享，希望可以对下游客户应用提供参考，也欢迎可以同客户展开更多的沟通和交流，促进材料更好的应用和问题的解决。
