为什么环氧树脂在阳光下会变软？

投稿专栏 • 2025-01-12 15:51 • 阅读 766

为什么环氧树脂在阳光下会变软？

您是否曾遇到过环氧树脂在高温下变软的情况？

环氧树脂因其出色的机械性能、耐化学性和电绝缘性而被广泛用作高性能涂料、粘合剂和封装剂。然而，当加热时，环氧树脂会变软并失去部分结构完整性，变得有弹性或柔软。

本文将探讨这一现象背后的科学原理，重点介绍玻璃化转变温度 (Tg) 及其在环氧树脂热行为中的作用。

了解环氧树脂

环氧树脂是热固性聚合物，由环氧化物或树脂与固化剂（通常称为硬化剂）反应而形成。

此过程称为固化或聚合，可形成密集的交联聚合物链网络，从而形成坚固且化学稳定的材料。固化环氧树脂的机械、热和化学性质取决于所使用的特定树脂和硬化剂组合以及固化条件。

玻璃化转变温度 (Tg) 是了解环氧树脂热行为的关键参数。低于 Tg 时，聚合物呈现玻璃状、刚性和脆性特性。

然而，当温度升高到 Tg 以上时，聚合物链获得足够的热能，开始更自由地移动，材料从玻璃态转变为橡胶态。材料特性的这种变化是环氧树脂在加热时变软的原因。

环氧树脂体系的玻璃化转变温度取决于多种因素，包括：

配制环氧树脂时使用的树脂、硬化剂和任何添加剂或填料的选择都会影响 Tg。不同的化学成分会导致不同的交联度和网络结构，进而影响热行为。

固化温度、时间和方法会显著影响Tg。固化温度越高，交联度越高，从而导致Tg越高。

在许多情况下，室温固化的环氧树脂的玻璃化转变温度约为 130°F。后固化或将环氧树脂加热到固化温度以上一段时间，是提高某些环氧树脂体系玻璃化转变温度的有效方法。

什么是交联？

交联是指组成环氧树脂的分子链相互粘合，形成坚固的结构。这就像搭积木：连接的零件越多，结构就越稳定、越坚固。交联程度告诉我们分子链之间的连接程度。

交联如何影响固化环氧树脂的玻璃化转变温度？

交联会影响环氧树脂在加热时的变化，交联越多，玻璃化转变温度就越高。这意味着环氧树脂需要更多的热量才能变软和弯曲。更多的交联也会影响环氧树脂的强度、耐化学性和耐热能力。然而，为您的项目找到合适的交联平衡很重要，因为交联过多会使环氧树脂变脆，柔韧性降低。

环氧树脂在加热时变软，这可归因于玻璃化转变温度 (Tg)。了解 Tg 对于优化环氧树脂在各种应用中的性能至关重要。

通过选择适当的环氧树脂系统和固化条件，工程师和设计师可以定制产品以满足其应用的特定热和机械要求。例如，液态艺术树脂被开发为具有一定的柔韧性并防止开裂，同时仍具有足够的交联以保持稳定。这使它具有艺术树脂的平均玻璃化转变温度。