不同環(huán)氧樹脂固化劑的固化性能研究第1頁/共25頁選題的目的及意義環(huán)氧樹脂作為涂料、膠黏劑(包括密封膠)、電絕緣材料及符合材料基材等應(yīng)用，涉及到民用、高新技術(shù)領(lǐng)域及各工業(yè)部門，用途非常之廣泛；環(huán)氧樹脂必須與固化劑反應(yīng)以生成三向立體結(jié)構(gòu)才具有實(shí)用價(jià)值。研究環(huán)氧樹脂固化劑的固化性能，在不同使用領(lǐng)域研究不同固化劑的固化性能具有很大的實(shí)際應(yīng)用意義。第2頁/共25頁論文的主要研究內(nèi)容不同固化劑種類、用量及溫度等因素對環(huán)氧樹脂固化產(chǎn)物的表面干燥時(shí)間、附著力、硬度、沖擊強(qiáng)度以及柔韌性等固化特性的影響。第3頁/共25頁胺類固化劑固化機(jī)理按氮原子上取代基（R）數(shù)目可分為一級胺、二級胺和三級胺。

①一級胺與環(huán)氧基反應(yīng)生成二級胺：

RNH2+CH2

─

CH─→RNHCH2─CH─╲╱│OOH第4頁/共25頁②與另一環(huán)氧基反應(yīng)生成三級胺

RNHCH2─CH─+CH2

─CH─→RN(CH2─CH─)

2│╲╱│OHOOH③生成的羥基與環(huán)氧樹脂反應(yīng)

─CH─+CH2

─CH─→─CH─│╲╱│OHOOCH2─CH─

│OH第5頁/共25頁固化劑固化性能的評價(jià)方法涂膜的表面干燥時(shí)間；涂膜的附著力；涂膜的硬度（鉛筆硬度）；涂膜的耐沖擊強(qiáng)度；涂膜的柔韌性（抗彎曲強(qiáng)度）；第6頁/共25頁表⑴

T31①固化涂膜24小時(shí)后性能

實(shí)驗(yàn)號環(huán)氧基與胺基摩爾比固化溫度T/℃表干時(shí)間鉛筆硬度附著力/級沖擊強(qiáng)度/kgf·cm柔韌性/mm10.8:10不固化不固化不固化不固化不固化20.8:1252h20minH310>7.530.8:15035min2H25>7.540.8:1708min2H15>7.551:10不固化不固化不固化不固化不固化61:1252h3B150>7.571:15025min2H010>7.581:1708min2H05>7.591.2:10不固化不固化不固化不固化不固化101.2:1251h20min2H015>7.5111.2:15025minB1450.5121.2:1706min2H1101第7頁/共25頁表⑵

T31②固化涂膜24小時(shí)后性能實(shí)驗(yàn)號環(huán)氧基與胺基摩爾比固化溫度T/℃表干時(shí)間鉛筆硬度附著力/級沖擊強(qiáng)度/kgf·cm柔韌性/mm10.8:10不固化不固化不固化不固化不固化20.8:1251h40min2H115130.8:15030min3H110140.8:1706min3H010>7.551:10不固化不固化不固化不固化不固化61:1251h20min3B120171:15025min3H010181:1706min3H010>7.591.2:10不固化不固化不固化不固化不固化101.2:1251h3B0451111.2:15025minH0302121.2:1704min2H110>7.5第8頁/共25頁表⑶三乙烯四胺固化涂膜24小時(shí)后性能實(shí)驗(yàn)號環(huán)氧基與胺基摩爾比固化溫度T/℃表干時(shí)間鉛筆硬度附著力/級沖擊強(qiáng)度/kgf·cm柔韌性/mm10.8:10不固化不固化不固化不固化不固化20.8:1254h40minH210130.8:1501h2H210>7.540.8:17020min2H115>7.551:10不固化不固化不固化不固化不固化61:1253h20minHB150.571:15045min3H210>7.581:17016min3H310>7.591.2:10不固化不固化不固化不固化不固化101.2:1252hH151111.2:15030min3H210>7.5121.2:17012min3H220>7.5第9頁/共25頁固化溫度對T31①固化性能的影響

第10頁/共25頁在圖3.1中可以看到鉛筆硬度在溫度升高后增加，在圖3.2可以看到附著力在溫度升高后降低，在圖3.3中可以看到?jīng)_擊強(qiáng)度在溫度升高后降低。表明在胺氫和環(huán)氧基摩爾比為0.8:1時(shí)，隨著溫度的升高涂膜的鉛筆硬度逐漸增加，涂膜的鉛筆硬度逐漸降低，涂膜的沖擊強(qiáng)度逐漸降低。表面干燥時(shí)間在溫度升高后迅速減少。而用T31①固化劑制備的涂膜的柔韌性差，涂膜表面脆而易碎。第11頁/共25頁固化溫度對T31②固化性能的影響第12頁/共25頁在圖3.4中可以看到鉛筆硬度在溫度升高后增加，在圖3.5可以看到附著力在溫度升高后降低，在圖3.6中可以看到?jīng)_擊強(qiáng)度在溫度升高后降低。表明在胺氫和環(huán)氧基摩爾比為0.8:1時(shí)，隨著溫度的升高涂膜的鉛筆硬度逐漸增加，涂膜的鉛筆硬度逐漸降低，涂膜的沖擊強(qiáng)度逐漸降低。表面干燥時(shí)間在溫度升高后迅速減少。而T31②固化劑制備的涂膜在此胺氫和環(huán)氧基摩爾比之下有良好的柔韌性，不易碎裂。第13頁/共25頁固化溫度對三乙烯四胺固化性能的影響第14頁/共25頁在圖3.7中可以看到鉛筆硬度在溫度升高后增加，在圖3.8可以看到附著力在溫度升高后降低，在圖3.9中可以看到?jīng)_擊強(qiáng)度在溫度升高后升高。表明在胺氫和環(huán)氧基摩爾比為0.8:1時(shí)，隨著溫度的升高涂膜的鉛筆硬度逐漸增加，涂膜的鉛筆硬度逐漸降低，涂膜的沖擊強(qiáng)度逐漸升高。表面干燥時(shí)間在溫度升高后迅速減少。在此胺氫和環(huán)氧基摩爾比之下用三乙烯四胺制備的涂膜具有良好的柔韌性。

第15頁/共25頁T31①用量對固化性能的影響第16頁/共25頁在圖3.10中可以看到鉛筆硬度在溫度升高后降低，在圖3.11可以看到附著力在溫度升高后降低，在圖3.12中可以看到?jīng)_擊強(qiáng)度在溫度升高后升高。表明在溫度50℃時(shí)，胺氫和環(huán)氧基摩爾比增加時(shí)涂膜的鉛筆硬度逐漸降低，涂膜的鉛筆硬度逐漸降低，涂膜的沖擊強(qiáng)度逐漸升高。在圖3.11中的基團(tuán)比為2時(shí)，有非常好的附著力，沒有任何脫落現(xiàn)象，有待于進(jìn)一步研究原因。表面干燥時(shí)間在溫度升高后迅速減少。在50℃下用T31①3種不同配比制備的涂膜柔韌性差，易碎。第17頁/共25頁T31②用量對固化性能的影響第18頁/共25頁在圖3.13中可以看到鉛筆硬度在溫度升高后降低，在圖3.14可以看到附著力在溫度升高后降低，在圖3.15中可以看到?jīng)_擊強(qiáng)度在溫度升高后升高。表明在溫度50℃時(shí)，胺氫和環(huán)氧基摩爾比增加時(shí)涂膜的鉛筆硬度逐漸降低，涂膜的鉛筆硬度逐漸降低，涂膜的沖擊強(qiáng)度逐漸升高。表面干燥時(shí)間在溫度升高后迅速減少。在50℃下用T31②3種不同配比制備的涂膜柔韌性良好，能夠達(dá)到2mm甚至1mm。第19頁/共25頁三乙烯四胺用量對固化性能的影響第20頁/共25頁在圖3.16中可以看到鉛筆硬度在溫度升高后升高，在圖3.17可以看到附著力在溫度升高后不變，在圖3.18中可以看到?jīng)_擊強(qiáng)度在溫度升高后不變。表明在溫度50℃時(shí)，胺氫和環(huán)氧基摩爾比增加時(shí)涂膜的鉛筆硬度逐漸升高。而胺氫和環(huán)氧基摩爾比對涂膜的鉛筆硬度和沖擊強(qiáng)度的影響不大。表面干燥時(shí)間在溫度升高后迅速減少。在50℃下用不同配比的三乙烯四胺制備的涂膜柔韌性差，易碎。

第21頁/共25頁結(jié)論與建議課題所選的固化劑均為環(huán)氧樹脂的常溫固化劑；在低溫條件下均難以有效的固化環(huán)氧樹脂；在高溫條件下，固化反應(yīng)進(jìn)行很快，表干時(shí)間和實(shí)干時(shí)間都大大減少，機(jī)械性能有不同趨向變化。市售T31固化劑①單獨(dú)作為環(huán)氧樹脂的常溫固化劑，硬度能達(dá)到2H，附著力可以達(dá)到2級，沖擊強(qiáng)度和柔韌性不及T31②(課題組合成)；T31②的硬度不及市售T31固化劑①，在附著力、沖擊強(qiáng)度和柔韌性等固化特性上較好；三乙烯四胺作為環(huán)氧樹脂的常溫固化劑，在附著力、沖擊強(qiáng)度及柔韌性等固化特性上，較T31②差，其硬度比T31②好。第22頁/共25頁它們在常溫下或者在高溫條件下分別具有特定的機(jī)械性能。在低溫條件下它們由于不能完全固化，其固化性能不能表現(xiàn)出來。三種不同環(huán)氧