Епоксиден втвърдяващ агент
Епоксидният втвърдяващ агент е клас химически реактивни вещества, които могат да реагират с молекули на епоксидна смола, за да превърнат линейни или разклонени епоксидни преполимери в термореактивни материали с триизмерна мрежеста структура, служещи като незаменим ключов компонент в системите за нанасяне на епоксидна смола.
Самата епоксидна смола е термопластичен олигомер, съдържащ две или повече епоксидни групи (-CH(O)CH-) в своята молекулярна структура, отличаващ се с отлична адхезия, химическа устойчивост, електрическа изолация и стабилност на размерите. Той обаче съществува като течност или твърдо вещество при стайна температура и не може да се използва директно като структурен материал.
Само когато епоксидната смола се смеси с втвърдяващ агент в определено съотношение, чрез добавяне на отваряне на пръстена, поликондензация или реакция на каталитична полимеризация между активните групи в молекулата на втвърдяващия агент (като амино, анхидридни, меркапто, изоцианатни групи и т.н.) и епоксидни групи, за да се образува силно напречно свързана мрежова структура, епоксидната смола може да покаже изключителна механична якост, топлоустойчивост, устойчивост на разтворители и дългосрочно обслужване.
Като основен фактор, определящ крайните свойства и области на приложение на материалите от епоксидна смола, химическата структура, функционалността, реактивността и дозировката на втвърдяващия агент пряко влияят върху температурата на встъкляване, механичните свойства, степента на температурна устойчивост, условията на процеса на втвърдяване и приложимите сценарии на втвърдения продукт.
Класификация по химичен състав и механизъм на реакция
Епоксидните втвърдяващи агенти могат да бъдат разделени на седем основни категории:
Аминни втвърдяващи агенти
Най-широко използваният тип, включително алифатни амини (диетилентриамин DETA, триетилентетрамин TETA, тетраетиленпентамин TEPA), циклоалифатни амини (изофорон диамин IPDA, 1,2-циклохександиамин), ароматни амини (m-фенилендиамин MPDA, диаминодифенилметан DDM, диаминодифенил сулфон DDS) и модифицирани амини (бази на Маних, полиамиди, кетимини).
- Алифатни амини: висока реактивност, бързо втвърдяване при стайна или ниска температура, но висока крехкост и ограничена устойчивост на топлина.
- Циклоалифатни амини: светъл цвят, добро запазване на цвета, не пожълтяват, подходящи за висококачествени декоративни покрития.
- Ароматни амини: изискват термично втвърдяване, отлична топлинна и химическа устойчивост, използвани във високотемпературни структурни лепила и композити.
- Модифицирани амини: оптимизирана токсичност, годност и втвърдени свойства, основният поток в индустриалните приложения.
Анхидридни втвърдители
(Фталов анхидрид PA, малеинов анхидрид MA, метилтетрахидрофталов анхидрид MTHPA, метилнадиев анхидрид MNA).
Използва се главно за електрическа изолация и високотемпературни структурни части. Втвърдените продукти имат висока устойчивост на топлина и отлични диелектрични свойства, но изискват средно-висока температура (120–180°C) и дълго време на втвърдяване.
Имидазолови втвърдяващи агенти
(2-метилимидазол, 2-етил-4-метилимидазол).
Основни катализатори, които катализират хомополимеризация с отваряне на пръстена на епоксидни групи чрез анионна полимеризация. Двойна функция като втвърдяващ агент и ускорител, подходящ за латентни еднокомпонентни системи и бързо втвърдяващо се електронно капсулиране.
Втвърдители на фенолни смоли
(Новолак, резол).
Реагират с епоксидни групи чрез фенолни хидроксилни групи, за да образуват устойчиви на висока температура и аблация епоксидно-фенолни системи, използвани в материали, устойчиви на аблация в космическото пространство.
Меркаптанови втвърдители
(Политиоли, полимери с тиолен край).
Бърза скорост на реакция, бързо втвърдяване при ниска температура или във влажна среда, подходящ за спешен ремонт, подводно приложение и бързо залепване.
Изоцианатни втвърдяващи агенти
Реагират с епоксидни или хидроксилни групи чрез изоцианатни групи, за да образуват епоксидно-полиуретанови взаимопроникващи мрежи, съчетавайки силата на епоксида и здравината на полиуретана.
Латентни втвърдяващи агенти
(дициандиамид DICY, микрокапсулирани амини, кетимини).
Стабилен с епоксидна смола при стайна температура; втвърдяване, предизвикано от топлина или специфични стимули (налягане, влага). Подходящ за еднокомпонентни лепила, прахови покрития и препреги.
Принципи за избор на епоксидни втвърдяващи агенти
Изборът на епоксидни втвърдяващи агенти изисква цялостно разглеждане на техническите фактори и изискванията за приложение:
- Реактивност и температура на втвърдяване: алифатни или модифицирани амини за стайна температура; циклоалифатни амини или насърчавани системи за средна температура (60–100°C); ароматни амини, анхидриди или фенолни смоли за висока температура (>120°C).
- Време на годност и прозорец за обработка: бързо втвърдяващи се системи (време за желиране < 30 минути) за малки отливки и бърз ремонт; системи с дълъг живот на смесване (време на желиране > 4 часа) за отливане на големи компоненти, вакуумна инфузия и навиване на нишки.
- Свойства на втвърдения продукт: ароматни амини или анхидриди за висока якост и устойчивост на топлина; полиамиди или закалени модифицирани амини за висока якост; циклоалифатни амини или фенолни смоли за висока водоустойчивост; циклоалифатни амини или хидрогенирани анхидриди за висока прозрачност.
- Тенденции в областта на околната среда и безопасността: ниска токсичност, ниска летливост, модифицирани амини с ниска миризма, втвърдители на водна основа и втвърдители на биологична основа.
- Специални приложения: свръхчисти втвърдяващи агенти с ниско съдържание на хлор, ниско съдържание на натрий и ниска емисия на алфа-частици за електронни опаковки; FDA/EU-съвместими системи за материали, влизащи в контакт с храни; огнезащитни, радиационно устойчиви и устойчиви на космическа среда специални втвърдяващи агенти за космическото пространство.
Разполагаме с други химикали за пречистване на вода като полиалуминиев хлорид, алуминиев хлорохидрат, полижелезен сулфат, биохимични бактерии, полиакриламид и обезцветяващ агент.