由于酸酐固化環氧樹脂需要較高的固化溫度和較長的固化時間,就需要向體系中添加環氧酸酐促進劑,不斷有新的材料被人們發現、改進而成為固化促進劑“潛力品種”。
一種季銨鹽一芐基三乙基氯化銨對酸酐/環氧體系固化反應和性能的影響研究,體現出該材料良好的促進功能。通過測定不同溫度下的凝膠時間表明,該體系與叔胺促進體系一樣具有快速固化特征,而室溫下貯存期約是叔胺促進體系的8倍。動力學分析進一步認為,季銨鹽對體系的促進機理類似于叔胺的羧酸復鹽,固化產物熱機電性能均略好于叔胺促進體系。相對于叔胺的羧酸復鹽,季銨鹽價格較為便宜,因此季銨鹽類物質是一類較有前途的工業用潛伏性促進劑。
環氧酸酐促進劑助力環氧樹脂需固化
這種復合納米TiO2對酸酐/環氧體系的固化也有促進作用。研究人員以鄰苯二甲酸酐為固化劑,測定了體系固化過程DAT和DSC曲線。動力學分析結果顯示:體系固化反應活化能為59.11kJ/mol,反應級數為0.914,表明復合納米TiO2作為促進劑,可使體系固化溫度降低50℃,是一種有效的促進劑。同時認為該類促進劑的促進機理與叔胺類似,以陰離子機理進行交替固化反應。小分子脲類則可作為雙氰胺固化環氧樹脂的潛伏性促進劑使用,國內合成自一種帶有柔性間隔長鏈的擴鏈脲EU,已用于改性并促進環氧樹脂/雙氰胺固化體系。
將EU用于環氧/酸酐固化體系也取得成功。通過對體系進行DSC分析表明,EU的促進作用強于叔胺類促進劑DMP-30。一定溫度下的粘度一時間曲線顯示,體系室溫貯存期長達2~3個月。酸酐/環氧/EU體系固化反應機制為:環氧樹脂可以與取代脲反應,形成2-噁唑烷酮,同時生成仲胺;所生成的仲胺進一步和環氧反應,生成叔胺;叔胺促進環氧開環,所生成的中間產物進一步和酸酐反應。從而促進環氧/酸酐體系的固化反應。
國內還有科研機構合成了一種咪唑封端的擴鏈脲。由于端基具有很高促進活性的咪唑環結構,該擴鏈脲用作促進劑,對環氧/酸酐體系具有更顯著地促進作用;又由于分子結構中含有較長柔性鏈,相對于咪唑促進的環氧/酸酐體系,該擴鏈脲可有效改善體系固化物的韌性。