环氧树脂交联密度对于优化性能有多重要?
当热固性聚合物(如环氧树脂)通过化学反应固化时,会发生交联,这些反应是通过加热、紫外线照射或在室温下本身而固化的。当线性聚合物链连接形成三维网络时,就会产生这种交联过程。
所得交联聚合物网络由交联密度定义,交联密度本质上是每单位体积的有效交联数。具有高交联密度的聚合物通常固化时相当坚硬,并具有良好的结构强度,而具有低交联密度的聚合物往往更柔韧。这在需要较低应力的应用中可能很有用。
交联密度,特别是与刚性固化环氧树脂系统相关的交联密度,不仅对于提供高玻璃化转变温度至关重要,而且对于最大限度地提高关键物理强度特性(如拉伸强度)也至关重要。尽管制造商的固化建议并非一成不变,但强烈建议您尽可能严格地遵循这些建议,以最大限度地提高效果。
对于任何环氧树脂体系,交联密度在实现合适的玻璃化转变温度方面起着至关重要的作用。在合适的温度下固化不仅很重要,而且在温度方面遵循正确的顺序也很重要。通过这样做,环氧树脂将针对所需的应用和环境实现最佳结果。
在高温下固化将有助于实现最高的交联密度(最高的玻璃化转变温度),并且还将显著加快固化速度。例如,如果单组分热固化环氧树脂在 175°C 下固化 1 小时,而在 125°C 下固化 1.5 小时,则固化温度越高,Tg 和物理强度性能很可能更高。
还必须注意的是,应用参数(如基材、几何形状、配置、温度使用条件、化学品暴露和机械应力)可能存在差异。因此,建议仔细注意固化时间表和固化温度顺序,以实现最佳性能。