Текущее состояние исследований и применения эпоксидной смолы

Текущее состояние исследований и применения эпоксидной смолы

I. Преамбула

Эпоксидная смола относится к полимерным прелимерам, содержащим две или более эпоксидных групп, с алифатическими, алициклическими или ароматическими сегментами в качестве основной цепи. Эпоксидная смола (EP) имеет высокую прочность, хорошую химическую стабильность, высокие механические свойства, превосходные клейкие свойства, усадка отверждения - это небольшая, хорошая теплостойкость, ультрафиолетовое устойчивость, износ и воздействие и другие механические свойства, часто в качестве покрытий, адгезив широко используются в композитах, морских, воздушных и электрических и электронных полевых полевых полевых полетах. Тем не менее, отвержденная эпоксидная смоля представляет собой трехмерную структуру сети, высокая плотность сшивания, высокое внутреннее напряжение, что приводит к ее хрупкости и легко взломать, плохую устойчивость к истиранию, а его температурный коэффициент термического расширения высок, ограничивая его применение в некоторых полях. Для вышеуказанных недостатков можно оптимизировать и улучшить методами модификации

II Модификация эпоксидной смолы

1. Угасление модификации эпоксидной смолы

Для повышения прочности эпоксидной смолы, первоначальный подход включал добавление пластификаторов и гибких средств. Тем не менее, эти низкомолекулярные вещества значительно снижали теплостойкость материала, твердость, модуль и электрические свойства. С 1960 -х годов исследования по ужесточению модификации эпоксидной смолы широко проводились как внутри страны, так и на международном уровне, с целью повышения прочности эпоксидной смолы с минимальным воздействием на его тепловые свойства, модуль и электрические характеристики.

• Резиновая эластомера для устранения эпоксидной смолы

Резиновые эластомеры, используемые для устранения эпоксидной смолы, обычно представляют собой реактивные жидкие полимеры с относительной молекулярной массой от 1000 до 10000, включающих функциональные группы в терминальных или боковых положениях, которые могут реагировать с эпоксидными группами. Основные типы реактивных резиновых эластомеров, используемых для устранения эпоксидной смолы, включают: карбоксил-транс, акрилонитрильная резина, акрилонитрильная резина с гидроксил-акрилонитрильной резиной, полибилий-резин Полибутадиен, полиэфирный эластомер и полиуретановый эластомер. Интерпентирующая полимерная сеть полибутилакрилата и эпоксидной смолы, синтезированной синхронным методом, достигла удовлетворительных результатов в улучшении выносливости эпоксидной смолы.

• Угасление термопластичной смолы эпоксидной смолы

Термопластичные смолы, используемые для ужесточения модификации эпоксидной смолы в основном, включают полисульфоновый, полиэтерсонфорт, полиэфиракетон, полиимид, полифенилен -эфир и поликарбонат, которые представляют собой инженерные пластики с хорошей теплостойкостью и механическими свойствами. Эти смолы либо смешиваются в эпоксидную смолу путем термического плавления, либо в растворе.

• Структурированное полимерное ужесточение полимеров эпоксидной смолы

Структурированные полимеры основного оболочки относятся к классу полимерных композитных частиц, полученных путем эмульсионной полимеризации двух или более типов мономеров. Интерьер и внешний вид этих частиц обогащены различными компонентами, демонстрируя специальную бислою или многослойную структуру. Ядро и оболочка имеют различные функции. Контролируя размер частиц и изменяя состав полимера для модификации эпоксидной смолы, внутреннее напряжение может быть уменьшено, а прочность на адгезию и воздействие может быть повышено, достигая значительных эффектов ужесточения.

2. Модификация устойчивости к коррозии эпоксидной смолы

В настоящее время общие методы улучшения коррозионной устойчивости эпоксидной смолы включают модификацию с помощью полисульфидной резины, органосиликонов и неорганических наноматериалов.

• Полисульфидная модификация резины

Полисульфидная резина представляет собой гибкое соединение с длинной цепью с тиоэфирными связями, которое может подвергаться реакциям блок-сополимеризации с эпоксидной смолой, тем самым увеличивая вязкость эпоксидной смолы. Исследователи часто используют полисульфидную резину для модификации эпоксидной смолы. Исследователи в Китае и других использовали полисульфидную каучук в качестве модификатора для модификации фенольной эпоксидной смолы (F-51), эффективно улучшая вязкость покрытия. Добавление эпоксидной резорцинольной смолы с низким содержанием искательности в качестве активного модификатора в формуле покрытия может эффективно снизить вязкость эпоксидной системы, что позволяет добавить увеличенное количество пигментов и наполнителей, а также повышать теплостойкость и химическую стойкость покрытия.

• Модификация с помощью органосиличных соединений

Урганосиликостные соединения обладают хорошей устойчивостью к окислению, выветриванию и гидрофобности, а также превосходной холодной и теплостойкостью и высокой диэлектрической прочностью. Модифицируя эпоксидную смолу с помощью соединений органозиликона, связи Si -C, Si -O и Si -H могут быть введены в эпоксидную смолу, тем самым улучшая его выносливость и повышая его коррозионную стойкость. Исследователи в Китае и других обнаружили, что совместная модификация лакового фенола и амино-концевого силиконового масла (AS) с эпоксидной смолой (EP) может значительно улучшить механические свойства, термостойкость, гидрофобность и коррозионную устойчивость к покрытию.

• Модификация с неорганическими наноматериалами

Неорганические наночастицы демонстрируют многочисленные превосходные характеристики, такие как эффект небольшого размера, поверхностный эффект и диэлектрический эффект. Модификация эпоксидной смолы с этими наночастицами не только улучшает хрупкость покрытия, но и сильно ингибирует образование микропоров во время процесса отверждения, тем самым усиливая экранирующие свойства покрытия и, таким образом, укрепляя коррозионную устойчивость эпоксидной смолы. Исследователи в Китае модифицировали бисфенол с низкой молекулярной массой эпоксидной смолы с наносиликой для приготовления эпоксидного лака без растворителя и протестировали производительность пленки краски. Результаты испытаний показали, что гибкость, теплостойкость, воздействие и адгезия модифицированной краски была улучшена, и коррозионная сопротивление была превосходной.

3. ОТНОГО НАЗНАЧЕНИЯ Эпоксидной смолы

• Модификация тепловой стабильности

Увеличение степени сшивания, внедряющих теплостойких групп, таких как имид, изоцианат и оксазолидиноновые группы, и образование интерпентрирующих полимерных сетей являются наиболее важным средством улучшения тепловой стабильности. Использование анилиновой дифенил -эфирной смолы, содержащей терминальную аминную группу в качестве отверстия для модификации эпоксидной смолы, приводит к композитным материалам с высокими начальными температурами разложения в воздухе и хорошей влажностью и теплостойким сопротивлением. Липофильные эпоксидные группы в полидиметилсилоксане могут повысить его совместимость с помощью матрицы эпоксидной смолы, тем самым улучшая термическую стабильность, устойчивость к влажности и сопротивление старения модифицированных вылеченных продуктов. Молекулярная цепь полиимида содержит бензольные кольца и имидные группы, которые придают ему хорошую тепловую стабильность, выдающиеся механические свойства и низкие диэлектрические свойства, что делает его широко используемым в таких полях, как микроэлектроника, жидкость -кристаллы и электронные коммуникации. Модификация эпоксидной смолы с ней может не только улучшить вязкость эпоксидной смолы, но и повысить его термостабильность и уменьшить диэлектрическую постоянную. Исследователи в Китае и соавт. Успешно синтезировал новый тип трифторметил -полиимида (PIS) и модифицированный EP путем физического смешивания. Результаты показали, что EP-модифицированный PIS обладал хорошей тепловой стабильностью и прочности, а его режим перелома изменился от хрупкого перелома до пластичного перелома с увеличением содержания PIS. Исследователи в Китае и соавт. Добавлены часто кристаллические частицы поли (п-фенилен бензобисоксазол) (PPPI) в EP. Частицы PPPI были равномерно объединены с EP, и между ними образовались ковалентные связи, что приводило к материалам с высоким модулем изгиба и модулем хранения и низким деформациям изгиба перелома. С увеличением содержания PPPI тепловая стабильность полученных материалов была значительно улучшена.

• Модификация задержки пламени

Эпоксидная смола имеет плохую задержку пламени. Чтобы улучшить свою задержку пламени, галогены, азот, фосфор, бор и кремний, которые представляют собой пламени-возвращаемые элементы, обычно вводятся в эпоксидную смолу. Эти элементы могут быть введены с использованием фламени-реактивных отверждений, таких как те, которые содержат галогены, фосфор, бор и кремний, для вылечения эпоксидной смолы или структурно модифицируя эпоксидную смолу, чтобы включить элементы-пламени в его молекулярную структуру. Брумированная фенольная эпоксидная смола может служить реактивной огнестойковой замедлкой для эпоксидных смол, используемых в материалах -инкапсуляции. Исследователи в Китае и других разрабатывали и синтезировали два органических соединения фосфора, содержащих заместители метила, 4-метилфенилфенилфосфин-оксид (4-МПО) и 2,4-диметилфенилфосфин-оксид (2,4-дмпо), основанные на принципиальном рамке между функциональными группами и молярными объемами и DOELACTICRIPRICIOD. Эти соединения были использованы в качестве огнестойковых смягчающих веществ для приготовления бисфенола пламенную эпоксидную смолу, и была изучена тепловая стабильность эпоксидной смолы с пламенем. Механистические исследования показали, что два огнезащитных эффекта, в основном, оказывали воздействие пламени, воздействия на гашение и разбавление свободных радикалов, содержащих фосфор, в газовой фазе и посредством барьерного эффекта слоя ChAR в твердой фазе. При поддержке пламени задержки и сопротивления поглощению воды диэлектрические свойства эпоксидной смолы были улучшены. Эти преимущества подтверждают потенциал 4-MPO и 2,4-DMPO в качестве огнестойковых средств для производства высокопроизводительного EP, подходящего для передовых электрических материалов.

• Химическая модификация

Изменив структуру эпоксидной смолы и введя определенные химические группы в молекулы эпоксидной смолы, можно улучшить производительность эпоксидной смолы, и ее диапазон применения может быть расширен. Например, реагируя акриловую или метакриловую кислоту с некоторыми эпоксидными группами в эпоксидной смоле, двойные связи углеродного углерода вводятся при сохранении некоторых эпоксидных групп в молекуле. Эта модификация наделяет эпоксидную смолу как с фоточувствительными характеристиками, так и некоторыми превосходными свойствами эпоксидной смолы. В качестве альтернативы, введя гидрофильные группы в молекулу, эпоксидная смола может быть модифицирована в эпоксидную смолу с водой, давая модифицированную диспергируемость с эпоксидной смолой.

Iii. Текущие применения эпоксидной смолы

1. Приложения на электронных устройствах

Среди различных полимерных матриц эпоксидная смола широко используется в полупроводниковых и электронных упаковочных материалах из -за ее превосходных механических, электрических и тепловых свойств. Тем не менее, чистая эпоксидная смола имеет низкую теплопроводность, и такие проблемы, как высокий коэффициент термического расширения, присущая хрупкости и склонность к трещине эпоксидных клея, особенно заметны в электронных приложениях упаковки, что влияет на структурную стабильность и надежность услуг упакованных устройств. Чтобы улучшить неотъемлемые свойства эпоксидных клеев, исследователи провели обширные исследования. Модифицированные эпоксидные смолы могут использоваться при изготовлении гибких ламинатов, одетых в медь. С быстрой разработкой легких и миниатюрных микроэлектронных продуктов (таких как мобильные телефоны, ноутбуки и т. Д.), Гибкие печатные платы постепенно становятся исследовательской точкой. Модифицированные полиимидом композиты эпоксидной смолы могут использоваться в качестве изоляционных и диэлектрических слоев при изготовлении гибких ламинатов с медной одеждой, что еще больше улучшает производительность и качество продукта по сравнению с чистой эпоксидной смолой. Эпоксидная смола также обычно используется при изготовлении полупроводниковых упаковочных материалов. Материалы, разработанные с использованием модифицированных полиимидными эпоксидными клеевыми клеями, имеют превосходную комплексную производительность и умеренную стоимость, отвечающие вышеуказанным требованиям и являются одной из горячих тем в области электронных химических материалов.

2. Pplications в аэрокосмической области

Эпоксидная смола широко используется в термической защите ракет и снарядов, таких как сопло сплошных ракетных двигателей, аэродинамическая тепловая защита ракетных тел и поверхностная термическая защита космического корабля повторного входа. Благодаря быстрому развитию науки и техники, аэрокосмическая область выдвинула более высокие требования для комплексных результатов EP. Дальнейшее повышение эффективности тепловой защиты материалов тепловой защиты на основе смолы имеет важное теоретическое и практическое значение. S _{Ожидается, что порошок Таким образом, исследователи в Китае и других использовали механизмы множественных модификации S} I ₆ B , в качестве наполнителя, добавляя в материалы для тепловой защиты на основе смолы, будет играть несколько модификационных ролей и значительно повышает характеристики тепловой защиты тепловых защитных материалов на основе смолы. _I B ₆ для модификации эпоксидной смолы и изучали влияние его добавления на абляцию и термофизические свойства композитных материалов на основе эпоксидной смолы. Результаты показали, что добавление порошка SIB6 увеличивало плотность и твердость композитных материалов эпоксидной смолы, увеличивало вес остатка пиролиза и значительно улучшило устойчивость к абляции композитных материалов. Во время процесса абляции соответствующее добавление порошка SIB6 может образовывать расплавленную жидкую фазу на поверхности композитного материала, которая играет связующуюся и усиливающую роль на поверхностном карканинизированном слое, улучшая сопротивление абляции композитного материала.

3. Приложения в морской области

Эпоксидная смола обладает отличными механическими свойствами, такими как износостойкость и устойчивость к воздействию, хорошая адгезия к металлическим субстратам и относительно дешевле, чем органический кремний, и обычно используется для антикоррозионных покрытий кораблей. Принятие эпоксидной смолы в качестве матрицы и ее модификация гидрофобными свойствами может развивать покрытия с помощью антикоррозионных и анти-фантазий. Уменьшая поверхностную энергию, производительность против фонарика может быть улучшена при использовании перетаскивающих веществ, чтобы задержать степень турбулентности жидкости пограничного слоя и повысить производительность снижения сопротивления. Силиконовое масло несовместимо с эпоксидной смолой. Когда силиконовое масло добавляется в эпоксидную смолу покрытия, оно медленно источает на поверхности покрытия после отверждения, а избываемое силиконовое масло способствует улучшению производительности против фонарика и уменьшения сопротивления покрытия. Добавление диметилликонового масла может значительно улучшить гидрофобность покрытий эпоксидной смолы, ингибировать прикрепление диатомовых лиц и повысить производительность по снижению сопротивления, демонстрируя потенциал нанесения при борьбе с пособием и снижением сопротивления. Исследователи в Китае и других использовали метод физической модификации смешивания для модификации эпоксидной смолы с силиконовым маслом и приготовленными покрытиями с несколькими функциями антикоррозии, анти-фонарика и снижения сопротивления, а также проверили их производительность. Результаты показали, что эпоксидное покрытие с модифицированным силиконовым маслом хорошо прилисло к поверхности субстратов алюминиевого сплава, что делает поверхностную гидрофобную и ингибируя прикрепление диатомовых сил с частотой ингибирования 70%. Физическая модификация эпоксидной смолы с диметилликоновым маслом эффективно улучшила гидрофобность, анти-плавную и уменьшающую трансляцию свойств эпоксидного покрытия при сохранении хорошей адгезии к субстрату.

4. Применение в области строительства

Epoxy resin, with its excellent impermeability, durability, and dense adhesion, is increasingly used in construction projects, mainly as a structural adhesive for concrete structure secondary structure planting bars, repairing damaged areas such as concrete holes, honeycombs, and exposed bars, repairing cracks, as well as bonding steel structures and repairing and reinforcing interfaces such as underground pipelines and dam foundations, and sealing and антикоррозия. Он также используется для гидроизоляции, антикоррозии и защиты от влаги бассейнов, внутренних и наружных стен зданий и других ремонтных работ. Тем не менее, структурные клеевые эпоксидные смолы имеют такие дефекты, как низкая прочность, высокая хрупкость, низкая модуль низкого упругости, легкое растрескивание и низкая прочность на растяжение, которые требуют модификации структурного клея эпоксидной смолы. Исследователи в Китае модифицировали эпоксидную смолу, добавив нано-кальциум карбонат и кремниевый микропоудер, а также протестировали растягивающие, сжатые и свойства потока модифицированной эпоксидной смолы. Результаты показали, что модифицированная эпоксидная смола обладала хорошими механическими свойствами, а низкое количество карбоната нано-кальция может значительно улучшить его растягивающие характеристики, в то время как кремниевый микропов может повысить его прочность на сжатие.

IV Заключение

Эпоксидная смола, благодаря своей превосходной механической, электрической, термической и износостойкой свойствам, а также хорошей адгезии широко используется в различных областях отрасли Китая, с большими перспективами применения и широким рыночным потенциалом. Благодаря быстрому развитию науки и техники, такие области, как аэрокосмическая, морская и электроника, выдвинули более высокие требования для комплексных результатов эпоксидной смолы. Модификация эпоксидной смолы может оптимизировать и улучшать его выносливость, коррозионную стойкость, термическую стабильность, задержку пламени и устойчивость к износу, что лучше удовлетворяет требования социального развития.

Инновационные исследования и разработки в области фламей в области эпоксидной смолы включают в себя различные растворы, такие как бромированная эпоксидная смола, эпоксидная смоля красная фосфорная паста и бромная антимона. Эти высокоэффективные огнезащитные вещества не только обеспечивают превосходные пламенные свойства, но и эффективно улучшают обработанность и высокотемпературную сопротивление эпоксидной смолы и широко используются в электронике, электрической и других областях с высоким спросом. Мы стремимся предоставить клиентам индивидуальные растворы для защиты от пламени, чтобы помочь повысить безопасность продукции и конкурентоспособность рынка.