固化溫度對環(huán)氧樹脂固化物性能的影響一、本文概述環(huán)氧樹脂作為一種重要的高分子材料，因其出色的物理和化學(xué)性能，如良好的粘附力、耐化學(xué)腐蝕性和電氣絕緣性等，被廣泛應(yīng)用于涂料、膠粘劑、復(fù)合材料等多個(gè)領(lǐng)域。環(huán)氧樹脂的固化過程是實(shí)現(xiàn)其性能的關(guān)鍵步驟，而固化溫度是影響環(huán)氧樹脂固化物性能的重要因素之一。因此，本文旨在探討固化溫度對環(huán)氧樹脂固化物性能的影響，以期為環(huán)氧樹脂的優(yōu)化應(yīng)用提供理論支持和實(shí)踐指導(dǎo)。本文首先對環(huán)氧樹脂的固化機(jī)理進(jìn)行簡要介紹，明確固化溫度與環(huán)氧樹脂固化物性能之間的內(nèi)在聯(lián)系。接著，通過實(shí)驗(yàn)研究不同固化溫度下環(huán)氧樹脂固化物的性能變化，包括力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性、耐化學(xué)腐蝕性等方面。結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)和理論，分析固化溫度對環(huán)氧樹脂固化物性能的影響機(jī)理。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析，提出優(yōu)化固化溫度的建議，以期提高環(huán)氧樹脂固化物的綜合性能，推動(dòng)環(huán)氧樹脂在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展。通過本文的研究，期望能夠?yàn)榄h(huán)氧樹脂的固化工藝優(yōu)化提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)，同時(shí)也為相關(guān)領(lǐng)域的科研人員和企業(yè)技術(shù)人員提供有益的參考和借鑒。二、實(shí)驗(yàn)材料與方法本實(shí)驗(yàn)采用的主要材料為環(huán)氧樹脂（Epon828）和固化劑（D.E.R.331）。環(huán)氧樹脂是一種廣泛使用的熱固性樹脂，因其良好的物理機(jī)械性能、電絕緣性能、化學(xué)穩(wěn)定性和粘附性能而被廣泛應(yīng)用于涂料、粘合劑、復(fù)合材料等領(lǐng)域。固化劑則是用于引發(fā)環(huán)氧樹脂固化的化學(xué)物質(zhì)，通過與其反應(yīng)，使環(huán)氧樹脂從可溶、可熔的線性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗?、不熔的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。本實(shí)驗(yàn)采用熱重分析（TGA）和動(dòng)態(tài)力學(xué)分析（DMA）來研究固化溫度對環(huán)氧樹脂固化物性能的影響。將環(huán)氧樹脂和固化劑按照一定比例混合均勻，然后在不同的固化溫度（如80℃、100℃、120℃、140℃和160℃）下進(jìn)行固化，固化時(shí)間統(tǒng)一設(shè)定為2小時(shí)。固化完成后，將得到的固化物進(jìn)行后處理，如研磨、切片等，以便進(jìn)行后續(xù)的性能測試。通過熱重分析（TGA）來評估固化物的熱穩(wěn)定性。TGA是在程序控制溫度下測量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度變化關(guān)系的一種技術(shù)，可以揭示材料在加熱過程中的熱分解行為。在本實(shí)驗(yàn)中，我們將固化物在氮?dú)夥諊聫氖覝丶訜嶂?00℃，記錄其質(zhì)量隨溫度的變化情況。動(dòng)態(tài)力學(xué)分析（DMA）則用于研究固化物的動(dòng)態(tài)機(jī)械性能。DMA通過在一定溫度范圍內(nèi)對材料施加正弦交變應(yīng)力或應(yīng)變，測量材料的應(yīng)力或應(yīng)變響應(yīng)，從而得到材料的儲能模量、損耗模量、阻尼因子等參數(shù)。在本實(shí)驗(yàn)中，我們將固化物在-80℃至200℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行DMA測試，以了解其在不同溫度下的機(jī)械性能表現(xiàn)。通過對比不同固化溫度下得到的固化物的熱穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)機(jī)械性能，我們可以分析固化溫度對環(huán)氧樹脂固化物性能的影響規(guī)律，并為實(shí)際應(yīng)用中的工藝參數(shù)選擇提供參考依據(jù)。三、結(jié)果與討論本研究主要探討了固化溫度對環(huán)氧樹脂固化物性能的影響。通過在不同溫度下對環(huán)氧樹脂進(jìn)行固化處理，并對比其固化后的性能，得出了以下結(jié)論。隨著固化溫度的升高，環(huán)氧樹脂的固化速率明顯加快。這是因?yàn)闇囟壬吣軌蛱峁└嗟哪芰?，促進(jìn)環(huán)氧樹脂分子間的交聯(lián)反應(yīng)，使固化過程更為迅速。然而，過高的溫度也可能導(dǎo)致固化過快，使得環(huán)氧樹脂內(nèi)部的應(yīng)力增加，產(chǎn)生內(nèi)部缺陷。固化溫度對環(huán)氧樹脂固化物的硬度有顯著影響。隨著固化溫度的升高，固化物的硬度逐漸增加。這是因?yàn)楦邷卮龠M(jìn)了環(huán)氧樹脂分子間的交聯(lián)，使得固化物更加緊密，硬度增加。但是，過高的溫度可能導(dǎo)致固化物過于脆硬，影響其韌性。固化溫度還對環(huán)氧樹脂固化物的熱穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著固化溫度的升高，固化物的熱穩(wěn)定性先增加后降低。在適當(dāng)?shù)墓袒瘻囟认?，環(huán)氧樹脂分子間的交聯(lián)程度適中，固化物具有較高的熱穩(wěn)定性。然而，過高的溫度可能導(dǎo)致固化物中的化學(xué)鍵斷裂，降低其熱穩(wěn)定性。固化溫度對環(huán)氧樹脂固化物性能的影響是多方面的。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)具體需求選擇合適的固化溫度，以確保環(huán)氧樹脂固化物具有優(yōu)異的性能。未來研究可進(jìn)一步探討固化溫度與其他固化條件（如固化時(shí)間、催化劑種類等）之間的相互作用，以優(yōu)化環(huán)氧樹脂的固化工藝。四、結(jié)論本研究通過系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和分析，深入探討了固化溫度對環(huán)氧樹脂固化物性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，固化溫度是影響環(huán)氧樹脂固化物性能的關(guān)鍵因素之一。固化溫度不僅影響固化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)過程，還影響固化產(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性能。隨著固化溫度的升高，環(huán)氧樹脂固化物的交聯(lián)密度和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度逐漸增大，這有助于提高固化物的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能。然而，過高的固化溫度可能導(dǎo)致固化物內(nèi)部產(chǎn)生殘余應(yīng)力，甚至引發(fā)熱氧化等不利反應(yīng)，從而對固化物的性能產(chǎn)生負(fù)面影響。本研究還發(fā)現(xiàn)，固化溫度對環(huán)氧樹脂固化物的電性能、耐化學(xué)腐蝕性能和耐水性等也有顯著影響。在適當(dāng)?shù)墓袒瘻囟认?，環(huán)氧樹脂固化物表現(xiàn)出良好的絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性和耐水性。固化溫度是影響環(huán)氧樹脂固化物性能的重要因素。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)具體需求選擇合適的固化溫度，以優(yōu)化環(huán)氧樹脂固化物的性能。未來研究可進(jìn)一步探討固化溫度與其他固化條件（如固化時(shí)間、固化劑種類等）的協(xié)同作用，以及環(huán)氧樹脂固化物性能的優(yōu)化方法和應(yīng)用領(lǐng)域。參考資料：環(huán)氧樹脂是一種常見的熱固性樹脂，因其具有良好的物理、化學(xué)和電學(xué)性能，被廣泛應(yīng)用于涂料、粘合劑、復(fù)合材料等多個(gè)領(lǐng)域。環(huán)氧樹脂的固化過程通常需要加入固化劑，而固化促進(jìn)劑則可以顯著影響這一過程。本文將探討固化促進(jìn)劑對環(huán)氧樹脂固化物性能的影響。固化促進(jìn)劑的作用主要是通過與固化劑或環(huán)氧樹脂的反應(yīng)，降低固化反應(yīng)的活化能，從而加速環(huán)氧樹脂的固化過程。一些常見的固化促進(jìn)劑包括叔胺、咪唑、季銨鹽等。它們的作用機(jī)制主要涉及對固化反應(yīng)的催化作用，通過加速分子間的交聯(lián)反應(yīng)，從而改善固化物的性能。固化速度：加入適量的固化促進(jìn)劑可以顯著縮短環(huán)氧樹脂的固化時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。這是因?yàn)榇龠M(jìn)劑可以降低固化反應(yīng)的活化能，使反應(yīng)更容易進(jìn)行。力學(xué)性能：在某些情況下，加入適量的固化促進(jìn)劑可以略微提高環(huán)氧樹脂固化物的力學(xué)性能，如拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度等。這是因?yàn)榇龠M(jìn)劑能夠促使環(huán)氧樹脂分子更均勻地交聯(lián)，減少內(nèi)部缺陷。熱穩(wěn)定性：適量的固化促進(jìn)劑可以提高環(huán)氧樹脂固化物的熱穩(wěn)定性。這是因?yàn)榇龠M(jìn)劑能夠促使分子間形成更加致密的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而提高材料的耐熱性。耐化學(xué)性能：在某些情況下，加入適量的固化促進(jìn)劑可能會略微降低環(huán)氧樹脂固化物的耐化學(xué)性能。這可能是因?yàn)榇龠M(jìn)劑的存在可能會影響材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)，使材料更容易受到化學(xué)腐蝕。固化促進(jìn)劑對環(huán)氧樹脂固化物的性能具有顯著影響。通過合理選擇和調(diào)整促進(jìn)劑的種類和用量，可以實(shí)現(xiàn)對環(huán)氧樹脂固化過程的有效調(diào)控，從而獲得具有優(yōu)異性能的環(huán)氧樹脂固化物。未來，隨著對環(huán)氧樹脂和固化促進(jìn)劑研究的深入，我們有望發(fā)現(xiàn)更多高效、環(huán)保的新型促進(jìn)劑，為環(huán)氧樹脂的應(yīng)用領(lǐng)域拓展提供更多可能性。堿性類固化劑WTF：包括脂肪族二胺和多胺、芳香族多胺、其它含氮化合物及改性脂肪胺。加成型固化劑：這類固化劑與環(huán)氧基發(fā)生加成反應(yīng)構(gòu)成固化產(chǎn)物一部分鏈段，并通過逐步聚合反應(yīng)使線型分子交聯(lián)成體型結(jié)構(gòu)分子，這類固化劑又稱瓜型固化劑。催化型固化劑：這類固化劑僅對環(huán)氧樹脂發(fā)生引發(fā)作用，打開環(huán)氧基后，催化環(huán)氧樹脂本身聚合成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，生成以醚鍵為主要結(jié)構(gòu)的均聚物。顯在型固化劑為普通使用的固化劑，又可分為加成聚合型和催化型。所謂加成聚合型即打開環(huán)氧基的環(huán)進(jìn)行加成聚合反應(yīng)，固化劑本身參加到三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中去。這類固化劑，如加入量過少，則固化產(chǎn)物連接著末反應(yīng)的環(huán)氧基。因此，對這類固化劑來講，存在著一個(gè)合適的用量。而催化型固化劑則以陽離子方式，或者陰離子方式使環(huán)氧基開環(huán)加成聚合，最終，固化劑不參加到網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中去，所以不存在等當(dāng)量反應(yīng)的合適用量；不過，增加用量會使固化速度加快。在顯在型固化劑中，雙氰胺、己二酸二酰肼這類品種，在室溫下不溶于環(huán)氧樹脂，而在高溫下溶解后開始固化反應(yīng)，因而也呈現(xiàn)出一種潛伏狀態(tài)。所以，可稱之為功能性潛伏型固化劑。潛伏型固化劑指的是與環(huán)氧樹脂混合后，在室溫條件下相對長期穩(wěn)定（環(huán)氧樹脂一般要求在3個(gè)月以上，才具有較大實(shí)用價(jià)值，最理想的則要求半年或者1年以上），而只需暴露在熱、光、濕氣等條件下，即開始固化反應(yīng)。這類固化劑基本上是用物理和化學(xué)方法封閉固化劑活性的。所以，在有的書上也把這些品種劃為潛伏型固化劑，實(shí)際上可稱之為功能性潛伏型固化劑。因?yàn)闈摲凸袒瘎┛膳c環(huán)氧樹脂混合制成一液型配合物，簡化環(huán)氧樹脂應(yīng)用的配合手續(xù)，其應(yīng)用范圍從單包裝膠黏劑向涂料、浸漬漆、灌封料、粉末涂料等方面發(fā)展。潛伏型固化劑在國外日益引起重視，可以說是研究與開發(fā)的重點(diǎn)課題，各種固化劑改性新品種和配合新技術(shù)層出不窮，十分活躍。伯胺和仲胺對環(huán)氧樹脂的固化作用是由氮原子上的活潑氫打開環(huán)氧基團(tuán)，而使之交聯(lián)固化。脂肪族多元胺如乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙氨基丙胺等活性較大，能在室溫使環(huán)氧樹脂交聯(lián)固化；而芳香族多元胺活性較低，如間苯二胺，得在150℃固化才能完全。二元酸及其酐如順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐可以固化環(huán)氧樹脂，但必須在較高溫度下烘烤才能固化完全。酸酐首先與環(huán)氧樹脂中的羥基反應(yīng)生成單酯，單酯中的羧基與環(huán)氧基發(fā)生加成酯化而成雙酯。低分子量聚酰胺樹脂是亞油酸二聚體或桐油酸二聚體與脂肪族多元胺如乙二胺，二乙烯三胺反應(yīng)生成的一種琥珀色粘稠狀樹脂。這種固化劑在一般條件下是穩(wěn)定的，但當(dāng)加熱到一定的溫度時(shí)，才顯示其活性而固化環(huán)氧樹脂。如雙氰胺，與環(huán)氧樹脂混合在一起，在常溫下是穩(wěn)定的。若在145-165℃，則能使環(huán)氧樹脂在30分鐘內(nèi)固化。三氮化硼乙胺絡(luò)合物,常溫也是穩(wěn)定的，在100℃以上時(shí)能固化環(huán)氧樹脂。各種固化劑的固化溫度各不相同，固化物的耐熱性也有很大不同。一般地說，使用固化溫度高的固化劑可以得到耐熱優(yōu)良的固化物。對于加成聚合型固化劑，固化溫度和耐熱性按下列順序提高：脂肪族多胺<脂環(huán)族多胺<芳香族多胺≈酚醛<酸酐。催化加聚型固化劑的耐熱性大體處于芳香多胺水平。陰離子聚合型（叔胺和咪唑化合物）、陽離子聚合型（BF3絡(luò)合物）的耐熱性基本上相同，這主要是雖然起始的反應(yīng)機(jī)理不同，但最終都形成醚鍵結(jié)合的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。固化反應(yīng)屬于化學(xué)反應(yīng)，受固化溫度影響很大，溫度增高，反應(yīng)速度加快，凝膠時(shí)間變短；凝膠時(shí)間的對數(shù)值隨固化溫度上升大體呈直線下降趨勢，但固化溫度過高，常使固化物性能下降，所以存在固化溫度的上限；必須選擇使固化速度和固化物性能折衷的溫度，作為合適的固化溫度。按固化溫度可把固化劑分為四類：低溫固化劑固化溫度在室溫以下；室溫固化劑固化溫度為室溫～50℃；中溫固化劑為50～100℃；高溫固化劑固化溫度在100℃以上。屬于低溫固化型的固化劑品種很少，有聚琉醇型、多異氰酸酯型等；國內(nèi)研制投產(chǎn)的T-31改性胺、YH-82改性胺均可在0℃以下固化。屬于室溫固化型的種類很多：脂肪族多胺、脂環(huán)族多胺；低分子聚酰胺以及改性芳胺等。屬于中溫固化型的有一部分脂環(huán)族多胺、叔胺、瞇唑類以及三氟化硼絡(luò)合物等。屬于高溫型固化劑的有芳香族多胺、酸酐、甲階酚醛樹脂、氨基樹脂、雙氰胺以及酰肼等。對于高溫固化體系，固化溫度一般分為兩階段，在凝膠前采用低溫固化，在達(dá)到凝膠狀態(tài)或比凝膠狀態(tài)稍高的狀態(tài)之后，再高溫加熱進(jìn)行后固化，相對之前段固化為預(yù)固化。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。因此固化劑的結(jié)構(gòu)與品質(zhì)將直接影響環(huán)氧樹脂的應(yīng)用效果。國外對固化劑的研究與開發(fā)遠(yuǎn)比環(huán)氧樹脂活躍，與環(huán)氧樹脂品種相比，固化劑品種更多，且保密性很強(qiáng)。每開發(fā)一種新的固化劑就可以解決一個(gè)方面的問題，就相當(dāng)于開發(fā)一種新的環(huán)氧樹脂或開辟了環(huán)氧樹脂一個(gè)新的用途?？梢姡_發(fā)新型固化劑遠(yuǎn)比開發(fā)新型環(huán)氧樹脂更為重要。②含P、Si、B、F、Mg等元素的“半無機(jī)高分子”固化劑以其獨(dú)特的性能引起人們關(guān)注。(1)多功能性（具有固化、增韌、阻燃、促進(jìn)等功能）固化劑成為人們追求的理想產(chǎn)品。由于開發(fā)全新結(jié)構(gòu)且富有優(yōu)異性能的環(huán)氧樹脂進(jìn)展不大，從而適應(yīng)樹脂改性要求的功能助劑成為人們追求的目標(biāo)，一劑多能產(chǎn)品越來越多。②現(xiàn)代固化劑發(fā)展中的一個(gè)特點(diǎn)是，人們不僅關(guān)注固化劑在生產(chǎn)和使用過程中的毒性及環(huán)境污染問題，而且重視廢棄環(huán)氧樹脂制品的環(huán)境污染問題。在發(fā)達(dá)國家，初級的多烯多膠、芳香胺已全部被無毒或低毒的改性胺所取代。④為適應(yīng)環(huán)氧樹脂的高性能化要求，電性能、力學(xué)性能、機(jī)械性能優(yōu)良的固化劑將得到很大發(fā)展。⑥粉末涂料專用固化劑、水性環(huán)氧樹脂涂料專用水溶性固比劑和單組分膠粘劑專用固化劑用量很大，前景廣闊。①改性技術(shù)倍受青睬，應(yīng)用日益廣泛，如脂肪胺改性；—環(huán)氧樹脂香胺改性（尤其是間苯二胺、間苯二甲胺改性）；酸配改性及液態(tài)化；雙氰胺改性及液態(tài)化；咪唑改性及液態(tài)化，以及改性低分子量聚酷胺。②復(fù)配增效和集裝化技術(shù)方興未艾。受毒性、環(huán)保法規(guī)、成本、效能等因素制約，全新結(jié)構(gòu)的固化劑開發(fā)愈加困難，通過復(fù)配集裝而提高效能日益成為開發(fā)新型固化劑的有效途徑。③固態(tài)固化劑液態(tài)化技術(shù)很有發(fā)展前途，如常溫下呈固態(tài)的酸酐、雙氰胺等通過改性使其在常溫下至液態(tài)，不僅能提高其操作和使用性能，又能節(jié)省能源。固化劑的物理、化學(xué)性質(zhì)，對毒性的影響很大。比如固化劑是液態(tài)還是固態(tài)，其毒性作用并不一樣，固態(tài)易附在皮膚上，而液態(tài)則有蒸氣壓的存在。一般而言，固化劑的化學(xué)活性大，則其生物質(zhì)活性也強(qiáng)，易引起毒害，似乎成為規(guī)律。固化劑的毒性表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。急性毒性：一般采用LD50表示。胺類固化劑毒性是比較強(qiáng)的。大多數(shù)有機(jī)多胺對老鼠呼吸道刺激致死的LD50值約為蒸氣濃度1000～12000μg/g，暴露時(shí)間4～6h。伯胺、仲胺的刺激性比叔胺強(qiáng)，芳香胺毒性比脂肪胺大。如間苯二胺的毒性比二乙烯三胺毒性強(qiáng)10倍。吡啶、哌嗪能引起肝臟和腎臟的損傷，具有較大的全身毒性。酸酐類固化劑易引起皮炎，而經(jīng)口毒性比較小。對皮膚、黏膜的刺激作用：固化劑的毒害，更為重要的是體現(xiàn)在對皮膚和黏膜的刺激性上。因?yàn)榘肥怯袡C(jī)堿，能溶于水和脂肪，所以也能在皮膚的脂肪中溶解、浸透，引起皮炎。長時(shí)間的刺激，易導(dǎo)致泛發(fā)性強(qiáng)皮炎癥，出現(xiàn)點(diǎn)狀紅斑，形成水泡，開裂甚至形成片狀剝落，以致于組織壞死。固化劑的過敏作用。所謂過敏，即某化合物一旦對人體的皮膚作用后，形成過敏體，在下一次或以后的多次反復(fù)接觸中，并不因?yàn)榻佑|程度如何，皮炎也會發(fā)生。出現(xiàn)這種情況后，應(yīng)中斷接觸該種過敏化合物的工作。過敏作用的發(fā)生比較復(fù)雜，采用布丁試驗(yàn)，對動(dòng)物進(jìn)行研究。美國塑料工業(yè)協(xié)會（SPI）推出了自己的標(biāo)準(zhǔn)。固化劑的其他毒害作用。除了芳胺、雜環(huán)胺類固化劑對內(nèi)臟的損害外，聯(lián)苯芳香胺具有致癌性，已經(jīng)禁止生產(chǎn)、使用。間苯二胺、二氨基二苯基砜已為眾多毒物學(xué)工作者證實(shí)沒有致癌性，對以前的看法予以否定。改善操作環(huán)境，將操作區(qū)域與非操作區(qū)域有意識地劃開，盡可能自動(dòng)化、密閉化，安裝通風(fēng)設(shè)施等等。加強(qiáng)勞動(dòng)保護(hù)，采用防護(hù)手套、服裝等辦法，盡量避免固化劑與皮膚接觸。及時(shí)清洗手、臉等外露皮膚，如果眼、喉等器官受到侵害，應(yīng)請醫(yī)生處理。環(huán)氧氯丙烷：由于環(huán)氧基、氯取代基的存在，毒性頗大，在240μg/g的環(huán)境中4h即可使老鼠致死。最大允許值MAC為5μg/g，另外對眼、鼻、咽刺激性也很大；雙酚A：LD50為4g/kg，所以認(rèn)為工業(yè)有害性是很小的。雙酚A型環(huán)氧樹脂Epon11007，以及間苯二酚縮水甘油醚類化合物，毒性都被證實(shí)是很低的，通常LD50值在10～30g/kg范圍。稀釋劑單縮水甘油醚類化合物的毒性主要表現(xiàn)在對皮膚的刺激上，經(jīng)口毒性LD50值也是很低的。環(huán)氧樹脂固化物的毒性將固化的普通環(huán)氧樹脂（在鄰苯二甲酸二辛酯中，含量為50%～70%）混合于食物中（約占10%），經(jīng)口給老鼠吃26周時(shí)間，僅僅引起體重減少，未引起內(nèi)部病狀。而用未固化的Epon828樹脂混合于食物中（占5%左右），經(jīng)26周喂食，老鼠死亡數(shù)增加。因此，可以認(rèn)為固化完全的環(huán)氧樹脂（雙酚A型）是無毒的。但是，如果固化不完全則另當(dāng)別論。常用環(huán)氧樹脂固化劑有脂肪胺、脂環(huán)胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、樹脂類、叔胺，另外在光引發(fā)劑的作用下紫外線或光也能使環(huán)氧樹脂固化。常溫或低溫固化一般選用胺類固化劑，加溫固化則常用酸酐、芳香類固化劑。本文研究了了幾種胺類固化劑對環(huán)氧樹脂固化行為及固化物性能的影響。通過對比實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)不同胺類固化劑對環(huán)氧樹脂的固化速度、固化程度及固化物性能有不同的影響。環(huán)氧樹脂是一種常見的熱固性樹脂，具有優(yōu)異的物理、化學(xué)和機(jī)械性能，被廣泛應(yīng)用于涂料、膠粘劑、復(fù)合材料等領(lǐng)域。胺類固化劑是環(huán)氧樹脂固化過程中常用的化學(xué)試劑，能夠與環(huán)氧基團(tuán)反應(yīng)形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。然而，不同胺類固化劑對環(huán)氧樹脂的固化行為及固化物性能的影響仍需進(jìn)一步研究。本實(shí)驗(yàn)選用了以下幾種胺類固化劑：三乙烯四胺（TETA）、二乙烯三胺（DETA）、三亞乙基四胺（TETA-S）、甲基四氫苯二甲酸酐（MTHPA）。將胺類固化劑按照不同的配比加入到環(huán)氧樹脂中，攪拌均勻后置于烘箱中加熱至指定溫度，觀察并記錄固化過程。固化完成后，將樣品取出進(jìn)行性能測試，包括硬度、拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度等。通過對比不同胺類固化劑在不同溫度下的固化時(shí)間，發(fā)現(xiàn)胺類固化劑對環(huán)氧樹脂的固化速度有一定的影響。其中，TETA和DETA的固化速度較快，而TETA-S和MTHPA的固化速度較慢。這說明不同類型的胺類固化劑對環(huán)氧樹脂的固化速度有不同的影響。通過觀察固化樣品的外觀和測定其硬度、拉伸強(qiáng)度等性能，發(fā)現(xiàn)不同胺類固化劑對環(huán)氧樹脂的固化程度也有一定的影響。TETA和DETA的固化程度較高，形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較為致密；而TETA-S和MTHPA的固化程度較低，形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較為疏松。這表明不同類型的胺類固化劑對環(huán)氧樹脂的固化程度也有不同的影響。通過對比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同胺類固化劑對環(huán)氧樹脂固化物的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度等性能也有不同的影響。TETA和DETA的固化物性能較為優(yōu)異，而TETA-S和MTHPA的固化物性能相對較差。這說明不同類型的胺類固化劑對環(huán)氧樹脂固化物的性能有不同的影響。本文研究了了幾種常見的胺類固化劑對環(huán)氧樹脂固化行為及固化物性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不同胺類固化劑對環(huán)氧樹脂的固化速度、固化程度及固化物性能有不同的影響。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)具體需求選擇適合的胺類固化劑，以達(dá)到最佳的環(huán)氧樹脂固化效果。堿性類固化劑WTF：包括脂肪族二胺和多胺、芳香族多胺、其它含氮化合物及改性脂肪胺。加成型固化劑：這類固化劑與環(huán)氧基發(fā)生加成反應(yīng)構(gòu)成固化產(chǎn)物一部分鏈段，并通過逐步聚合反應(yīng)使線型分子交聯(lián)成體型結(jié)構(gòu)分子，這類固化劑又稱瓜型固化劑。催化型固化劑：這類固化劑僅對環(huán)氧樹脂發(fā)生引發(fā)作用，打開環(huán)氧基后，催化環(huán)氧樹脂本身聚合成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，生成以醚鍵為主要結(jié)構(gòu)的均聚物。顯在型固化劑為普通使用的固化劑，又可分為加成聚合型和催化型。所謂加成聚合型即打開環(huán)氧基的環(huán)進(jìn)行加成聚合反應(yīng)，固化劑本身參加到三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中去。這類固化劑，如加入量過少，則固化產(chǎn)物連接著末反應(yīng)的環(huán)氧基。因此，對這類固化劑來講，存在著一個(gè)合適的用量。而催化型固化劑則以陽離子方式，或者陰離子方式使環(huán)氧基開環(huán)加成聚合，最終，固化劑不參加到網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中去，所以不存在等當(dāng)量反應(yīng)的合適用量；不過，增加用量會使固化速度加快。在顯在型固化劑中，雙氰胺、己二酸二酰肼這類品種，在室溫下不溶于環(huán)氧樹脂，而在高溫下溶解后開始固化反應(yīng)，因而也呈現(xiàn)出一種潛伏狀態(tài)。所以，可稱之為功能性潛伏型固化劑。潛伏型固化劑指的是與環(huán)氧樹脂混合后，在室溫條件下相對長期穩(wěn)定（環(huán)氧樹脂一般要求在3個(gè)月以上，才具有較大實(shí)用價(jià)值，最理想的則要求半年或者1年以上），而只需暴露在熱、光、濕氣等條件下，即開始固化反應(yīng)。這類固化劑基本上是用物理和化學(xué)方法封閉固化劑活性的。所以，在有的書上也把這些品種劃為潛伏型固化劑，實(shí)際上可稱之為功能性潛伏型固化劑。因?yàn)闈摲凸袒瘎┛膳c環(huán)氧樹脂混合制成一液型配合物，簡化環(huán)氧樹脂應(yīng)用的配合手續(xù)，其應(yīng)用范圍從單包裝膠黏劑向涂料、浸漬漆、灌封料、粉末涂料等方面發(fā)展。潛伏型固化劑在國外日益引起重視，可以說是研究與開發(fā)的重點(diǎn)課題，各種固化劑改性新品種和配合新技術(shù)層出不窮，十分活躍。伯胺和仲胺對環(huán)氧樹脂的固化作用是由氮原子上的活潑氫打開環(huán)氧基團(tuán)，而使之交聯(lián)固化。脂肪族多元胺如乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙氨基丙胺等活性較大，能在室溫使環(huán)氧樹脂交聯(lián)固化；而芳香族多元胺活性較低，如間苯二胺，得在150℃固化才能完全。二元酸及其酐如順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐可以固化環(huán)氧樹脂，但必須在較高溫度下烘烤才能固化完全。酸酐首先與環(huán)氧樹脂中的羥基反應(yīng)生成單酯，單酯中的羧基與環(huán)氧基發(fā)生加成酯化而成雙酯。低分子量聚酰胺樹脂是亞油酸二聚體或桐油酸二聚體與脂肪族多元胺如乙二胺，二乙烯三胺反應(yīng)生成的一種琥珀色粘稠狀樹脂。這種固化劑在一般條件下是穩(wěn)定的，但當(dāng)加熱到一定的溫度時(shí)，才顯示其活性而固化環(huán)氧樹脂。如雙氰胺，與環(huán)氧樹脂混合在一起，在常溫下是穩(wěn)定的。若在145-165℃，則能使環(huán)氧樹脂在30分鐘內(nèi)固化。三氮化硼乙胺絡(luò)合物,常溫也是穩(wěn)定的，在100℃以上時(shí)能固化環(huán)氧樹脂。各種固化劑的固化溫度各不相同，固化物的耐熱性也有很大不同。一般地說，使用固化溫度高的固化劑可以得到耐熱優(yōu)良的固化物。對于加成聚合型固化劑，固化溫度和耐熱性按下列順序提高：脂肪族多胺<脂環(huán)族多胺<芳香族多胺≈酚醛<酸酐。催化加聚型固化劑的耐熱性大體處于芳香多胺水平。陰離子聚合型（叔胺和咪唑化合物）、陽離子聚合型（BF3絡(luò)合物）的耐熱性基本上相同，這主要是雖然起始的反應(yīng)機(jī)理不同，但最終都形成醚鍵結(jié)合的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。固化反應(yīng)屬于化學(xué)反應(yīng)，受固化溫度影響很大，溫度增高，反應(yīng)速度加快，凝膠時(shí)間變短；凝膠時(shí)間的對數(shù)值隨固化溫度上升大體呈直線下降趨勢，但固化溫度過高，常使固化物性能下降，所以存在固化溫度的上限；必須選擇使固化速度和固化物性能折衷的溫度，作為合適的固化溫度。按固化溫度可把固化劑分為四類：低溫固化劑固化溫度在室溫以下；室溫固化劑固化溫度為室溫～50℃；中溫固化劑為50～100℃；高溫固化劑固化溫度在100℃以上。屬于低溫固化型的固化劑品種很少，有聚琉醇型、多異氰酸酯型等；國內(nèi)研制投產(chǎn)的T-31改性胺、YH-82改性胺均可在0℃以下固化。屬于室溫固化型的種類很多：脂肪族多胺、脂環(huán)族多胺；低分子聚酰胺以及改性芳胺等。屬于中溫固化型的有一部分脂環(huán)族多胺、叔胺、瞇唑類以及三氟化硼絡(luò)合物等。屬于高溫型固化劑的有芳香族多胺、酸酐、甲階酚醛樹脂、氨基樹脂、雙氰胺以及酰肼等。對于高溫固化體系，固化溫度一般分為兩階段，在凝膠前采用低溫固化，在達(dá)到凝膠狀態(tài)或比凝膠狀態(tài)稍高的狀態(tài)之后，再高溫加熱進(jìn)行后固化，相對之前段固化為預(yù)固化。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。因此固化劑的結(jié)構(gòu)與品質(zhì)將直接影響環(huán)氧樹脂的應(yīng)用效果。國外對固化劑的研究與開發(fā)遠(yuǎn)比環(huán)氧樹脂活躍，與環(huán)氧樹脂品種相比，固化劑品種更多，且保密性很強(qiáng)。每開發(fā)一種新的固化劑就可以解決一個(gè)方面的問題，就相當(dāng)于開發(fā)一種新的環(huán)氧樹脂或開辟了環(huán)氧樹脂一個(gè)新的用途。可見，開發(fā)新型固化劑遠(yuǎn)比開發(fā)新型環(huán)氧樹脂更為重要。②含P、Si、B、F、Mg等元素的“半無機(jī)高分子”固化劑以其獨(dú)特的性能引起人們關(guān)注。(1)多功能性（具有固化、增韌、阻燃、促進(jìn)等功能）固化劑成為人們追求的理想產(chǎn)品。由于開發(fā)全新結(jié)構(gòu)且富有優(yōu)異性能的環(huán)氧樹脂進(jìn)展不大，從而適應(yīng)樹脂改性要求的功能助劑成為人們追求的目標(biāo)，一劑多能產(chǎn)品越來越多。②現(xiàn)代固化劑發(fā)展中的一個(gè)特點(diǎn)是，人們不僅關(guān)注固化劑在生產(chǎn)和使用過程中的毒性及環(huán)境污染問題，而且重視廢棄環(huán)氧樹脂制品的環(huán)境污染問題。在發(fā)達(dá)國家，初級的多烯多膠、芳香胺已全部被無毒或低毒的改性胺所取代。④為適應(yīng)環(huán)氧樹脂的高性能化要求，電性能、力學(xué)性能、機(jī)械性能優(yōu)良的固化劑將得到很大發(fā)展。⑥粉末涂料專用固化劑、水性環(huán)氧樹脂涂料專用水溶性固比劑和單組分膠粘劑專用固化劑用量很大，前景廣闊。①改性技術(shù)倍受青睬，應(yīng)用日益廣泛，如脂肪胺改性；—環(huán)氧樹脂香胺改性（尤其是間苯二胺、間苯二甲胺改性）；酸配改性及液態(tài)化；雙氰胺改性及液態(tài)化；咪唑改性及液態(tài)化，以及改性低分子量聚酷胺。②復(fù)配增效和集裝化技術(shù)方興未艾。受毒性、環(huán)保法規(guī)、成本、效能等因素制約，全新結(jié)構(gòu)的固化劑開發(fā)愈加困難，通過復(fù)配集裝而提高效能日益成為開發(fā)新型固化劑的有效途徑。③固態(tài)固化劑液態(tài)化技術(shù)很有發(fā)展前途，如常溫下呈固態(tài)的酸酐、雙氰胺等通過改性使其在常溫下至液態(tài)，不僅能提高其操作和使用性能，又能節(jié)省能源。固化劑的物理、化學(xué)性質(zhì)，對毒性的影響很大。比如固化劑是液態(tài)還是固態(tài)，其毒性作用并不一樣，固態(tài)易附在皮膚上，而液態(tài)則有蒸氣壓的存在。一般而言，固化劑的化學(xué)活性大，則其生物質(zhì)活性也強(qiáng)，易引起毒害，似乎成為規(guī)律。固化劑的毒性表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。急性毒性：一般采