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影響環氧膠黏劑耐溫性的主要因素
發布日期：2017-10-11
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核心提示：影響環氧膠黏劑耐溫性的主要因素環氧膠黏劑的高溫性取決于固化物的熱變形溫度和熱氧化穩定性。前者決定了高溫下的力學性能(強度、模量、蠕變等)，后者決定了極限使用溫度(分解溫度)。這些都取決于樹脂及固化劑的分子
影響環氧膠黏劑耐溫性的主要因素
環氧膠黏劑的高溫性取決于固化物的熱變形溫度和熱氧化穩定性。前者決定了高溫下的力學性能(強度、模量、蠕變等)，后者決定了極限使用溫度(分解溫度)。這些都取決于樹脂及固化劑的分子結構和相互的反應性。一般說來，固化物中交聯點間的距離愈短，交聯密度愈大，分子鏈上芳環、脂環、雜環等耐熱剛性基團愈多則熱變形溫度愈高，高溫力學性能愈大，耐熱性愈好，但是脆性也愈大。脆性大會使強度降低，故通常要進行增韌。熱氧化穩定性是指固化物抵抗熱氧化破壞的能力。它與固化物分子的化學結構有關。可添加抗氧劑加以改善。
一般在無氧氣存在時，環氧樹脂本體熱分解溫度在300℃以上。而在空氣中使用時，一般在180～200℃就會發生熱氧化分解。在此溫度下老化一段時間，強度下降就更大。多數脂環族環氧樹脂在200℃以下比較穩定，但在高于200℃時熱氧化破壞比雙酚A型環氧樹脂更嚴重。這可能是脂環不如芳環穩定的緣故。芳香胺固化的雙酚A型環氧樹脂的熱氧化穩定性比脂環或芳環酸酐固化的雙酚A型環氧樹脂差。因為在胺類固化的環氧樹脂結構中有比較多的羥基。在較低的溫度下就易于產生脫水反應。此外胺類上的N原子也比較容易遭受熱氧化破壞。而酸酐固化物中很少生成羥基。但在290℃以上兩類固化劑的環氧固化物分子主鏈都會開始斷裂。由上可知，雙酚A型環氧樹脂的耐高溫性較差。酸酐固化物的耐高溫性優于芳香胺固化物。
一般說來，固化溫度要求高的體系其耐溫性也就高。針對這一個現象，這是由于本身耐溫性高的環氧樹脂和固化劑往往活性較低，在高溫下才能固化完全，所以耐溫性高。
1、增韌劑
耐高溫環氧膠黏劑由于大分子的剛性和交聯密度大，所以脆性偏高，影響了膠接強度，尤其是線受力強度，因此需要增韌。常用的增韌劑有端羧基丁腈橡膠、聚酚氧樹脂、聚砜樹脂等。通常隨著韌性的增加，耐熱性會下降。近年來采用耐熱性熱塑性樹脂如聚芳砜、聚醚酮、聚醚醚酮等來增韌。隨韌性的提高耐熱性基本上不降低，甚至還略有提高。
2、填料
從耐熱性來看，填料也是一個重要組分。其中超細純鋁粉能顯著提高膠接強度。氣相法SiO2和石棉粉還有控制流動性，防止流淌的作用。常用的填料還有硅微粉、立德粉等。
3、抗熱氧劑
被粘物的金屬離子如銅、鐵離子在高溫下能催化有機高分子的熱氧化降解反應，造成界面粘接破壞。為了消除金屬離子的催化降解活性，提高耐高溫性能，常加入金屬離子螯合劑如8-羥基喹啉、沒食子酸丙酯(配酸正丙酯)、乙酰基丙酮、鄰苯二酚等。它們可以捕捉這些金屬離子，從而減弱金屬離子的催化降解作用。某些砷、錳、鉬的氧化物也能有效的降低金屬離子的活性，如AS2O5能與Fe離子生成很穩定的砷酸鐵。
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