Sredstvo za stvrdnjavanje epoksida
Epoxy Curing Agent je klasa kemijski reaktivnih tvari koje mogu reagirati s molekulama epoksidne smole za pretvaranje linearnih ili razgranatih epoksidnih predpolimera u termoreaktivne materijale s trodimenzionalnom mrežnom strukturom, služeći kao nezamjenjiva ključna komponenta u sustavima nanošenja epoksidne smole.
Sama epoksidna smola je termoplastični oligomer koji sadrži dvije ili više epoksi skupina (-CH(O)CH-) u svojoj molekularnoj strukturi, uz izvrsnu adheziju, kemijsku otpornost, električnu izolaciju i dimenzionalnu stabilnost. Međutim, postoji kao tekućina ili krutina na sobnoj temperaturi i ne može se izravno koristiti kao strukturni materijal.
Samo kada se epoksidna smola pomiješa sa sredstvom za stvrdnjavanje u određenom omjeru, putem dodavanja otvaranja prstena, polikondenzacije ili reakcije katalitičke polimerizacije između aktivnih skupina u molekuli sredstva za stvrdnjavanje (kao što su amino, anhidridne, merkapto, izocijanatne skupine, itd.) i epoksi skupina, kako bi se formirala visoko umrežena mrežasta struktura, epoksidna smola može pokazati izvanrednu mehaničku čvrstoću, otpornost na toplinu, otpornost na otapala i dugoročnu radnu učinkovitost.
Kao ključni čimbenik koji određuje konačna svojstva i područja primjene materijala od epoksidne smole, kemijska struktura, funkcionalnost, reaktivnost i doza sredstva za stvrdnjavanje izravno utječu na temperaturu staklastog prijelaza, mehanička svojstva, stupanj otpornosti na temperaturu, uvjete procesa stvrdnjavanja i primjenjive scenarije stvrdnutog proizvoda.
Klasifikacija prema kemijskom sastavu i mehanizmu reakcije
Sredstva za stvrdnjavanje epoksida mogu se podijeliti u sedam glavnih kategorija:
Aminski otvrdnjavači
Najčešće korištena vrsta, uključujući alifatske amine (dietilentriamin DETA, trietilentetramin TETA, tetraetilenpentamin TEPA), cikloalifatske amine (izoforon diamin IPDA, 1,2-cikloheksandiamin), aromatske amine (m-fenilendiamin MPDA, diaminodifenilmetan DDM, diaminodifenil sulfon DDS), te modificirani amini (Mannichove baze, poliamidi, ketimini).
- Alifatski amini: visoka reaktivnost, brzo stvrdnjavanje na sobnoj ili niskoj temperaturi, ali visoka krtost i ograničena otpornost na toplinu.
- Cikloalifatski amini: svijetle boje, dobro zadržavanje boje, ne žute, pogodni za visokokvalitetne dekorativne premaze.
- Aromatični amini: zahtijevaju otvrdnjavanje toplinom, izvrsnu toplinsku i kemijsku otpornost, koriste se u visokotemperaturnim strukturnim ljepilima i kompozitima.
- Modificirani amini: optimizirana toksičnost, vrijeme trajanja i otvrdnuta svojstva, glavni tok u industrijskim primjenama.
Anhidridna sredstva za stvrdnjavanje
(Ftalni anhidrid PA, maleinski anhidrid MA, metiltetrahidroftalni anhidrid MTHPA, metilnadni anhidrid MNA).
Uglavnom se koristi za električnu izolaciju i visokotemperaturne strukturne dijelove. Stvrdnuti proizvodi imaju visoku otpornost na toplinu i izvrsna dielektrična svojstva, ali zahtijevaju srednje-visoku temperaturu (120–180°C) i dugo vrijeme stvrdnjavanja.
Imidazolni otvrdnjavači
(2-metilimidazol, 2-etil-4-metilimidazol).
Osnovni katalizatori koji kataliziraju homopolimerizaciju otvaranja prstena epoksi skupina putem anionske polimerizacije. Dvostruka funkcija kao sredstvo za stvrdnjavanje i akcelerator, pogodno za latentne jednokomponentne sustave i brzo stvrdnjavajuću elektronsku kapsulaciju.
Sredstva za stvrdnjavanje fenolne smole
(Novolac, resole).
Reagirajte s epoksi skupinama preko fenolnih hidroksilnih skupina kako biste formirali epoksi-fenolne sustave otporne na visoke temperature i otporne na ablaciju, koji se koriste u materijalima otpornim na ablaciju u zrakoplovstvu.
Merkaptanska sredstva za otvrdnjavanje
(Politioli, polimeri s tiolnim završetkom).
Brza brzina reakcije, brzo stvrdnjavanje na niskim temperaturama ili u vlažnim okruženjima, pogodno za hitne popravke, podvodnu primjenu i brzo lijepljenje.
Izocijanatna sredstva za stvrdnjavanje
Reagirajte s epoksidnim ili hidroksilnim skupinama putem izocijanatnih skupina kako biste formirali epoksi-poliuretanske mreže koje prodiru međusobno, kombinirajući snagu epoksida i žilavost poliuretana.
Latentna sredstva za stvrdnjavanje
(dicijandiamid DICY, mikroinkapsulirani amini, ketimini).
Stabilan s epoksidnom smolom na sobnoj temperaturi; stvrdnjavanje potaknuto toplinom ili specifičnim podražajima (pritisak, vlaga). Prikladno za jednokomponentna ljepila, praškaste premaze i preprege.
Načela odabira epoksidnih sredstava za stvrdnjavanje
Odabir sredstava za stvrdnjavanje epoksida zahtijeva sveobuhvatno razmatranje tehničkih čimbenika i zahtjeva primjene:
- Reaktivnost i temperatura stvrdnjavanja: alifatski ili modificirani amini za sobnu temperaturu; cikloalifatski amini ili promovirani sustavi za srednje temperature (60–100°C); aromatski amini, anhidridi ili fenolne smole za visoke temperature (>120°C).
- Vrijeme upotrebe i prozor obrade: sustavi za brzo stvrdnjavanje (vrijeme geliranja < 30 min) za male odljevke i brze popravke; sustavi s dugim vijekom trajanja (vrijeme geliranja > 4 h) za lijevanje velikih komponenti, vakuumsku infuziju i namatanje filamenta.
- Svojstva otvrdnutog proizvoda: aromatski amini ili anhidridi za visoku čvrstoću i otpornost na toplinu; poliamidi ili ojačani modificirani amini za visoku žilavost; cikloalifatski amini ili fenolne smole za visoku otpornost na vodu; cikloalifatski amini ili hidrogenirani anhidridi za visoku prozirnost.
- Ekološki i sigurnosni trendovi: niska toksičnost, niska isparljivost, modificirani amini slabog mirisa, agensi za stvrdnjavanje na bazi vode i agensi za stvrdnjavanje na biološkoj osnovi.
- Posebne primjene: ultra-čisti agensi za stvrdnjavanje s niskim sadržajem klora, natrija i niskom emisijom alfa-čestica za elektroničko pakiranje; FDA/EU sustavi za materijale koji dolaze u dodir s hranom; posebna sredstva za otvrdnjavanje otporna na plamen, otporna na zračenje i svemirsku okolinu za zrakoplovstvo.
Imamo i druge kemikalije za obradu vode kao što su polialuminij klorid, aluminij klorohidrat, poliferi sulfat, biokemijske bakterije, poliakrilamid pam i sredstvo za uklanjanje boje.