摘要：通過對雙酚A、雙酚F、以及雙酚A/雙酚F體系中選用同一種固化劑低分子量聚酰胺樹脂650#所得固化物的抗剪強度及抗壓強度的研究，對比所得性能的差異，優(yōu)先搭配，得到優(yōu)良強度的固化物體系。
關(guān)鍵詞：雙酚A雙酚F固化劑抗剪強度抗壓強度
l、前言
凡是含有環(huán)氧基的化合物，統(tǒng)稱為環(huán)氧化合物。環(huán)氧樹脂是指在環(huán)氧化合物的分子結(jié)構(gòu)中含有兩個或兩個以上環(huán)氧基的一類高聚物的總稱。由于環(huán)氧基的化學(xué)活性可用多種含有活潑氫的化合物使其開環(huán)、固化交聯(lián)生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因而將它歸入熱固性樹脂范疇。
環(huán)氧樹脂的用途主要是在涂料、電絕緣材料、玻璃鋼、粘膠劑及土木建筑等方面，其中涂料占40％以上，主要應(yīng)用在防腐用漆、船舶和汽車用漆等方面；在耐腐蝕玻璃鋼方面，由于不飽和聚酯的發(fā)展，目前國外環(huán)氧樹脂的用量比例已減少，但是國內(nèi)由于不飽和聚酯的發(fā)展較晚，環(huán)氧樹脂仍是耐腐蝕玻璃鋼的主要樹脂品種之一，廣泛用于貯槽、管道、塔器、風(fēng)機、煙囪及建筑物防腐等方面。當(dāng)前，由于半導(dǎo)體包封材料和印刷線路基板材料的迅速發(fā)展，環(huán)氧樹脂在電器元件方面的應(yīng)用有了較大的發(fā)展。環(huán)氧樹脂化學(xué)結(jié)構(gòu)的特點是大分子鏈上含有環(huán)氧基，由于生成環(huán)氧基的方法不同，所用原料不同，生產(chǎn)的環(huán)氧樹脂種類也不同。可按對樹脂強度、耐腐蝕性和電性能的不同要求進行選用。其中最主要的是雙酚A型環(huán)氧樹脂，約占總重量的90％，耐腐蝕用的環(huán)氧樹脂主要也是這一類樹脂。
隨著反應(yīng)條件的不同，可以得到n=0～20的不同分子量的樹脂。n值從零到接近1的低分子量產(chǎn)物是液態(tài)的，通常用于制作玻璃鋼；當(dāng)n等于l或大于l時，則樹脂是一種脆性的熱塑性固體，一般用作涂料。防腐中常用的樹脂是雙酚A型環(huán)氧樹脂，其牌號、規(guī)格見表1。
表1 常用的是雙酚A型環(huán)氧樹脂
牌號
外觀
平均分子量
軟化點，℃
環(huán)氧值
主要用途
老
新
低分子量
618
E-51
黃至琥珀色高粘度液體
350～400
——
0.48～0.54
玻璃鋼、膠泥、粘結(jié)劑（常用E-44、E-42）
6101
E-44
350～450
12～20
0.41～0.47
634
E-42
450～600
21～27
0.38～0.45
637
E-35
550～700
20～35
0.30～0.40
高分子量
601
E-20
黃至琥珀色固體
850～1050
—76
0.18～0.22
涂料、絕緣漆等
603
E-14
1000～1350
78～85
0.10～0.18
604
E-12
1400
85～95
0.09～0.14
607
E-06
2900
110～135
0.04～0.07
609
E-03
3800
135～155
0.02～0.045
雙酚F環(huán)氧樹脂由雙酚F與ECH反應(yīng)制得，相當(dāng)于在結(jié)構(gòu)上n=0的線形酚醛樹脂。化學(xué)結(jié)構(gòu)上與BA樹脂十分相似，但其特點是粘度非常低。低分子量的BA樹脂粘度約13Pa·s，而BF樹脂粘度約為3Pa·s。低粘度起因于它的化學(xué)結(jié)構(gòu)，由于雙酚F的亞甲基比雙酚A的亞丙基易于旋轉(zhuǎn)，故所得的在粘度較低。典型的雙酚F環(huán)氧樹脂性能指標如下：
表2 常用的樹脂是雙酚F型環(huán)氧樹脂
公司
型號
環(huán)氧當(dāng)量
粘度（25℃）mPa·s
Ciba-geigy
CY-281
158-172
5000-7000
Dow
DER-354
158-175
3000-5500
日本
BF
165-180
3000-4000
2 實驗部分
2.1原材料及用品
表3 遠材料及廠家
名稱
型號
廠家
環(huán)氧樹脂
CYD-128
岳陽樹脂廠
環(huán)氧樹脂
BF
日本產(chǎn)
聚酰胺樹脂
650
湖北大學(xué)化工廠
偶聯(lián)劑
KH-550
武漢大學(xué)化工廠
硅微粉
600目
湖州硅微粉廠
輕質(zhì)CaCO3
/
湖北產(chǎn)
另外，需要天平、排比刷、A3鐵片、果凍盒等。
2.2剪切樣制備
先將CYD-128與BF按一定比例混合，待用。室溫下，按配比混合均勻，然后用排比刷涂膠于A3鐵片（各10組），先25℃固化一天，然后在80℃固化3小時，待測。
2.3 抗壓樣制備
配方與抗剪樣相同，在25℃下用一次性塑料杯按以上比例調(diào)勻，澆鑄成圓柱形，底面半徑Ф=10mm，樣高h=20mm，各澆鑄10個樣，先25℃固化一天，然后在80℃固化3小時，待測。
表4 配方設(shè)計表
項目
配方1
配方2
配方3
配方4
配方5
CYD-128
100
80
50
20
/
BF
/
20
50
80
100
聚酰胺650
100
100
100
100
100
混合填料
60
60
60
60
60
KH-550
1
1
1
1
1
2.4 性能測試
力學(xué)性能檢測主要考察剪切與抗壓性能，剪切強度和抗壓強度測試儀均按HG2-151-65、GB1041-70，采用10噸液壓萬能試驗機（型號WE-10，天水紅山試驗機廠）進行檢測。
3、結(jié)果與討論
3.1實驗記錄
表5 抗剪與抗壓強度記錄（單位：MPa）
抗剪強度
抗壓強度
配方1
18.4
68
配方2
12.4
49
配方3
16.1
70
配方4
10.8
52
配方5
11.8
35
由表5及上面的作圖可以看出：
1 殺酚A、雙酚F體系所得固化物的強度有較大差異，且純雙酚A固化物的強度較大，原因可能由于雙酚F的交聯(lián)密度比雙酚A的低，與固化劑的固化程度較小；
2 固化物體系中隨著雙酚F量的增加，強度并不是出現(xiàn)遞減的現(xiàn)象，在適宜的配比，如1/1的情況下，出現(xiàn)了雙酚A/雙酚F混合體系中最高強度；
3 從抗煎與抗壓的情況來看，抗剪強度高的抗壓強度相應(yīng)也會高一些，但也并不是絕對的。
綜上所述，在雙酚A/雙酚F體系要得到較強度的固化物，選擇質(zhì)量比1/1的體系效果較好。但如何使混合體系的綜合性能最佳還需要進一步研究，在此僅就實驗的實際數(shù)據(jù)展示出來供同行參考。
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