環(huán)氧樹(shù)脂在固化反應(yīng)及冷卻過(guò)程中的體積收縮會(huì)形成內(nèi)應(yīng)力。它是造成環(huán)氧樹(shù)脂澆注料、層壓材料和涂料等發(fā)生龜裂、空隙、剝落、強(qiáng)度下降的主要原因。
一、澆注料的內(nèi)應(yīng)力
1.胺及羧酸與環(huán)氧樹(shù)脂固化物的內(nèi)應(yīng)力采用ェピコ一ト828和脂肪胺及脂肪酸制備測(cè)試內(nèi)應(yīng)力的試件，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1-16。
 從表1-16知，固化劑結(jié)構(gòu)中次甲基多（即m，p增大）時(shí)，固化物結(jié)構(gòu)中的網(wǎng)絡(luò)濃度（有效交聯(lián)密度）、Tgx、內(nèi)應(yīng)力都低。因此，分子鏈長(zhǎng)的固化劑可降低固化物交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)密度、降低Tgx和內(nèi)應(yīng)力。
2.填料對(duì)內(nèi)應(yīng)力的影響采用雙酚A型ェピコ一ト828環(huán)氧樹(shù)脂、4，4′-二氨基二苯基甲烷（DDM），在（80℃/2h）+（160℃/6h）下固化，測(cè)試玻璃珠填料用量對(duì)澆注料性能的影響。從內(nèi)應(yīng)力實(shí)測(cè)值得知，填料開(kāi)始增加時(shí)內(nèi)應(yīng)力下降，用量超過(guò)22%使內(nèi)應(yīng)力回升，并呈現(xiàn)不連續(xù)的變化。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1-17。
 3.內(nèi)環(huán)酯對(duì)內(nèi)應(yīng)力的影響 添加內(nèi)環(huán)酯（89&）的環(huán)氧樹(shù)脂固化物，其內(nèi)應(yīng)力得到明顯改善。這是因?yàn)榄h(huán)狀酯類具有開(kāi)環(huán)聚合能力，它可抵消分子間結(jié)合距離的減少成為固化時(shí)不產(chǎn)生體積收縮的聚合物。SOE的結(jié)構(gòu)式如下：
 SOE的添加量增加，固化物的內(nèi)應(yīng)力會(huì)大幅度下降。SOE本身的內(nèi)應(yīng)力只有環(huán)氧樹(shù)脂的1/8。SOE與環(huán)氧樹(shù)脂等量配合時(shí)內(nèi)應(yīng)力下降40%。聚丁二烯衍生物也是降低固化物內(nèi)應(yīng)力的有效添加劑。用內(nèi)環(huán)酯及聚丁二烯衍生物改性環(huán)氧樹(shù)脂的內(nèi)應(yīng)力見(jiàn)表1-18。
 二、涂膜的內(nèi)應(yīng)力
涂料中的溶劑、助劑及低分子化合物的揮發(fā)或者固化反應(yīng)的冷卻所引起的固化物體積收縮從而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，它是涂膜發(fā)生剝離、龜裂等缺陷的主要原因。
1.胺固化環(huán)氧涂膜的內(nèi)應(yīng)力胺固化環(huán)氧涂膜幾乎完全形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；內(nèi)應(yīng)力的實(shí)測(cè)值同根據(jù)固化物的應(yīng)變和彈性率所得到的計(jì)算值之比在0.95±0.2范圍之內(nèi)。含有水楊酸促進(jìn)劑的涂膜內(nèi)應(yīng)力與不含促進(jìn)劑的涂膜內(nèi)應(yīng)力相比有下降趨勢(shì)。
采用雙酚A型ェピコ一ト828環(huán)氧樹(shù)脂作基料、
 為固化劑、水楊酸為固化促進(jìn)劑、DMP-30為催化型固化劑制成環(huán)氧涂膜。其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)組成、玻璃化溫度（Tgx）和內(nèi)應(yīng)力數(shù)據(jù)列于表1-19。 2.羧酸固化環(huán)氧涂膜的內(nèi)應(yīng)力在羧酸與環(huán)氧樹(shù)脂構(gòu)成的固化體系內(nèi)添加固化促進(jìn)劑所形成的涂膜內(nèi)應(yīng)力明顯低于不含固化促進(jìn)劑形成涂膜的內(nèi)應(yīng)力。其內(nèi)應(yīng)力的實(shí)測(cè)值與計(jì)算值之比都在1.1±0.4范圍內(nèi)。
表1-20列出脂肪族羧酸與環(huán)氧樹(shù)脂固化物的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)組成、Tgx內(nèi)應(yīng)力等數(shù)據(jù)。
 3.活性稀釋劑對(duì)涂膜內(nèi)應(yīng)力的影響 在4，4′-二氨基二苯基甲烷（DDM）與ェピコ一ト828環(huán)氧樹(shù)脂構(gòu)成的固化體系中添加苯基縮水甘油醚（PGE）活性稀釋劑時(shí)，PGE用量達(dá)到40%的Tgx為126℃，涂膜內(nèi)應(yīng)力為5.11MPa；不添加PGE的涂膜的Tgx為176℃、內(nèi)應(yīng)力為8.10MPa。即添加PGE 40%后比不添加PGE的涂膜Tgx下降了50℃、內(nèi)應(yīng)力下降約為63%。活性稀釋劑加入量的增加固化產(chǎn)物的玻璃化溫度和內(nèi)應(yīng)力隨之下降，結(jié)果見(jiàn)表1-21。
 4.溶劑對(duì)涂膜內(nèi)應(yīng)力的影響采用三亞乙基四胺作固化劑，當(dāng)產(chǎn)物的膠化量達(dá)到或接近100%形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時(shí)，溶劑在固化物內(nèi)的殘留量對(duì)內(nèi)應(yīng)力影響甚大。其結(jié)果見(jiàn)表1-22。
5.增韌劑對(duì)內(nèi)應(yīng)力的影響環(huán)氧樹(shù)脂交聯(lián)固化網(wǎng)絡(luò)程度可以用增韌劑的相容性表示。為考核增韌劑對(duì)內(nèi)應(yīng)力的影響，采用ェピコ一ト828和三亞乙基四胺固化體系，在該體系中添加鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）。當(dāng)DBP用量達(dá)到10%時(shí)，涂膜的內(nèi)應(yīng)力下降到原來(lái)的（不加DBP）3/4，因此添加增韌劑具有獨(dú)特的降低內(nèi)應(yīng)力作用。
 另外，由雙環(huán)戊二烯與烷基酚的聚合物（簡(jiǎn)稱DIPP）可作為賦予低應(yīng)力的固化劑，DIPP的結(jié)構(gòu)式如下：
 式中，R為H或CH3；n=0～5。
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- 綠色
- 藍(lán)色
- 紅色
- 桃紅色
- 黑色
- 褐色