Connaissance de base de la résine époxy et de la colle époxy

2024-01-24

   (1) Notion de Une résine époxy

   

  La résine époxy fait référence à un terme général désignant les composés polymères ayant une structure de chaîne polymère contenant deux ou plusieurs groupes époxy, qui appartiennent aux résines thermodurcissables. La résine représentative est une résine époxy de type bisphénol A.


   résine époxy

  

  (2) Caractéristiques de Une résine époxy (fait généralement référence à la résine époxy de type bisphénol A)


  1. Faible valeur d’application en tant que substance autonome ; il doit être utilisé conjointement avec un agent de durcissement pour avoir une valeur pratique.
  

  2. Force de liaison élevée : l’adhésif à base de résine époxy se classe au premier rang en termes de force de liaison parmi les adhésifs synthétiques.
  

  3. Faible retrait de durcissement : l'adhésif en résine époxy présente le plus petit retrait parmi les adhésifs, ce qui est l'une des raisons de sa force de liaison de durcissement élevée.
  

  Par exemple : Adhésif à base de résine phénolique : 8 à 10 % ; Adhésif à base de résine organosiliciée : 6-8 % ;
  

  Adhésif en résine polyester : 4-8 % ; Adhésif résine époxy : 1-3 %
  

  Après un traitement modifié, le taux de retrait de l'adhésif en résine époxy peut être réduit à 0.1-0.3 % et le coefficient de dilatation thermique est de 6.0 × 10-5/°C.

  

  4. Bonne résistance chimique : Les groupes éther, les cycles benzéniques et les groupes hydroxyle aliphatiques du système de durcissement ne sont pas facilement érodés par les acides et les alcalis. Il peut être utilisé pendant deux ans dans l'eau de mer, le pétrole, le kérosène, 10 % H2SO4, 10 % HCl, 10 % HAc, 10 % NH3, 10 % H3PO4 et 30 % Na2CO3 ; et peut être immergé pendant six mois dans 50 % H2SO4 et 10 % HNO3 à température ambiante ; peut être immergé pendant un mois dans 10% NaOH (100°C) sans modification des performances.
  

  5. Excellente isolation électrique : La tension de claquage de la résine époxy peut être supérieure à 35 kv/mm.
  

  6. Bonnes performances de processus, dimensions de produit stables, bonne résistance et faible absorption d'eau.

  Les avantages de la résine époxy de type bisphénol A sont bons, mais elle a aussi ses inconvénients : ①. Viscosité opérationnelle élevée, ce qui est quelque peu gênant dans la construction. ②. Matériau durci fragile, faible allongement à la rupture. ③. Faible résistance au pelage. ④. Mauvaise résistance aux chocs mécaniques et thermiques.

Résine époxy liquide

  (3) Application et développement de Une résine époxy

  

  1. Historique du développement de la résine époxy : La résine époxy a été brevetée par P. Castam en Suisse en 1938. Le premier adhésif époxy a été développé par Ciba Geigy en 1946 et les revêtements époxy ont été développés par SO Creentee aux États-Unis en 1949. La Chine a commencé production industrielle de résine époxy en 1958.


  2. Applications de la résine époxy :


  ① Industrie du revêtement : la résine époxy est la plus demandée dans l'industrie du revêtement. Les revêtements à base d'eau, les revêtements en poudre et les revêtements à haute teneur en solides sont actuellement largement utilisés. Ils peuvent être largement utilisés dans des secteurs tels que les pipelines, l’automobile, les navires, l’aérospatiale, l’électronique, les jouets et l’artisanat.


  ② Industrie électronique et électrique : l'adhésif à base de résine époxy peut être utilisé pour les matériaux d'isolation électrique, tels que l'étanchéité et l'imprégnation des redresseurs et des transformateurs ; étanchéité et protection des composants électroniques; traitement d'isolation et collage de produits électromécaniques ; scellement et collage de batteries ; revêtement de surface des condensateurs, des résistances et des inductances.


  ③ Industrie du matériel, de l'artisanat et des articles de sport : il peut être utilisé dans des produits tels que les plaques signalétiques, les bijoux, les marques, le matériel, les raquettes, les engins de pêche, les articles de sport et l'artisanat.


  ④ Industrie optoélectronique : il peut être utilisé pour l'encapsulation, l'empotage et le collage de LED, de tubes numériques, de tubes de pixels, d'écrans électroniques et de produits d'éclairage LED.


  ⑤ Industrie de la construction : largement utilisé dans les routes, les ponts, les planchers, les structures en acier, les revêtements de bâtiments, les remblais, la construction technique, la réparation de reliques culturelles, etc.


  ⑥ Adhésifs, produits d'étanchéité et matériaux composites : collage de divers matériaux tels que les pales d'éoliennes, l'artisanat, la céramique, le verre, les composites de feuilles de fibre de carbone et le scellement de matériaux microélectroniques, etc.

 

  (4) Caractéristiques de l'adhésif époxy


  1. L'adhésif époxy est basé sur les caractéristiques de la résine époxy et ses propriétés sont ensuite traitées ou modifiées pour répondre à des exigences spécifiques. En règle générale, l'adhésif époxy doit être utilisé avec un agent de durcissement et il doit être soigneusement mélangé pour durcir complètement. Généralement, l'adhésif époxy est appelé composant A ou base, et l'agent de durcissement est appelé composant B ou agent de durcissement (durcisseur).
 

  2. Les principales caractéristiques de l'adhésif époxy avant durcissement comprennent : la couleur, la viscosité, la densité, le rapport, le temps de gel, le temps de travail, le temps de durcissement, la thixotropie (thixotropie), la dureté, la tension superficielle, etc.


  Viscosité : La résistance de friction interne générée par les colloïdes en flux détermine sa valeur en fonction de facteurs tels que le type de substance, la température et la concentration.
  Temps de gel : Le temps écoulé entre le début de la réaction et l'état critique où le colloïde a tendance à se solidifier pendant le durcissement de l'adhésif est déterminé par des facteurs tels que la quantité de mélange et la température de l'adhésif époxy.
  Thixotropie : Cette caractéristique fait référence au phénomène selon lequel le colloïde s'amincit sous l'effet d'une force externe (secouement, agitation, vibration, ultrasons, etc.), et lorsque la force externe s'arrête, le colloïde retrouve sa consistance d'origine.
  Dureté : Capacité d'un matériau à résister aux forces externes telles que l'indentation et les rayures. Il existe différents types de dureté selon la méthode d'essai, notamment la dureté Shore, la dureté Brinell, la dureté Rockwell, la dureté Mohs, la dureté Barcol et la dureté Vickers.

  Tension superficielle : L'attraction des molécules à l'intérieur du liquide soumet les molécules à la surface à une force parallèle à la surface, ce qui minimise la surface du liquide et forme une force parallèle à la surface, appelée tension superficielle. Ou bien, c’est l’unité de longueur de force de traction mutuelle entre des parties adjacentes sur la surface, qui est une manifestation des forces moléculaires. L'unité de tension superficielle est N/m.


Une résine époxy


  3. Les principales caractéristiques de l'adhésif époxy après durcissement comprennent : la résistance, la rigidité diélectrique, l'absorption d'eau, la résistance à la compression, la résistance à la traction, la résistance au cisaillement, la résistance au pelage, la résistance aux chocs, la température de distorsion thermique, la température de transition vitreuse, la contrainte interne, la résistance chimique, l'allongement. à la rupture, coefficient de retrait, conductivité thermique, constante diélectrique, résistance aux intempéries, résistance au vieillissement, etc.


  3.1 Résistivité : Décrit les caractéristiques de résistance électrique d'un matériau, généralement exprimées en résistance de surface ou en résistance volumique.


  3.2 Rigidité diélectrique : également connue sous le nom de résistance au claquage (résistance d'isolation), plus la tension appliquée aux extrémités de l'adhésif est élevée, plus la force du champ électrique subie par les charges à l'intérieur du matériau est élevée, ce qui facilite la décomposition de l'adhésif. La tension minimale qui provoque le claquage de l'isolation est appelée tension de claquage du matériau. Lorsqu'un matériau isolant de 1 mm d'épaisseur se brise, la tension requise est appelée résistance au claquage de l'isolation, également appelée rigidité diélectrique, en unités de kV/mm. Les performances d'isolation des matériaux isolants sont étroitement liées à la température. Plus la température est élevée, plus les performances d'isolation du matériau isolant sont mauvaises. Pour garantir la résistance de l'isolation, chaque type de matériau isolant a une température de fonctionnement maximale admissible appropriée, en dessous de laquelle il peut être utilisé en toute sécurité pendant une longue période, et au-delà de laquelle il vieillira rapidement.


  3.3 Absorption d'eau : Mesure du degré auquel une substance absorbe l'eau. Il s’agit du pourcentage d’augmentation de masse lorsqu’une substance est immergée dans l’eau pendant un certain temps à une certaine température.


  3.4 Résistance à la traction : La contrainte de traction maximale lorsque l'adhésif est étiré jusqu'au point de rupture. Également connue sous le nom de résistance à la déchirure, résistance à la traction, résistance à la tension ou résistance à la traction. Unité : MPa.


  3.5 Résistance au cisaillement : également connue sous le nom de résistance au cisaillement, elle fait référence à la charge maximale pouvant être supportée par unité de surface parallèle à la zone de liaison. L'unité courante utilisée est le MPa.


Résistance au pelage : également connue sous le nom de résistance au pelage, elle fait référence à la charge destructrice maximale par unité de largeur, qui mesure la capacité à résister aux forces de la ligne. L'unité est kN/m.


  3.6 Allongement : augmentation de la longueur du colloïde sous contrainte de traction, exprimée en pourcentage de la longueur d'origine.


  3.7 Température de déformation thermique : mesure de la résistance thermique du matériau durci. Il s'agit de la température à laquelle l'échantillon d'essai immergé dans un fluide caloporteur approprié avec une vitesse de chauffage constante, sous l'action d'une charge de flexion statique de poutre simplement supportée, atteint la déformation de flexion spécifiée, connue sous le nom de température de déflexion thermique, en abrégé HDT. .


  Température de transition vitreuse : plage de température étroite de la transition du matériau durci d'un état vitreux à un état amorphe ou hautement élastique ou fluide (ou la transition inverse), approximativement au point médian, connue sous le nom de température de transition vitreuse, généralement désignée par Tg. , est un indicateur de résistance à la chaleur.


  3.8 Taux de retrait : défini comme le pourcentage du montant du retrait par rapport à la taille d'origine avant le retrait, où le montant du retrait est la différence entre la taille avant et après le retrait.


  3.9 Contrainte interne : Désigne la contrainte générée à l'intérieur du colloïde (matériau) en raison de facteurs tels que des défauts, des changements de température, l'action du solvant, etc., en l'absence de force externe.


  3.10 Résistance chimique : Capacité à résister aux acides, aux alcalis, aux sels, aux solvants et à d’autres produits chimiques.


  3.11 Résistance à la flamme : Capacité d'un matériau à résister à la combustion lorsqu'il est en contact avec une flamme, ou à empêcher la poursuite de la combustion lorsqu'il est retiré de la flamme.


  3.12 Résistance aux intempéries : Capacité d'un matériau à résister à l'exposition à des conditions telles que la lumière du soleil, les variations de température, le vent et la pluie.


  3.13 Vieillissement : série de changements physiques ou chimiques qui se produisent dans le colloïde (matériau) pendant le traitement, le stockage et l'utilisation, en raison de l'action de facteurs externes (chaleur, lumière, oxygène, eau, rayonnement, force mécanique, milieux chimiques, etc.), entraînant une réticulation, une fragilisation, une fissuration, une décoloration, une rugosité, un moussage, un farinage, un délaminage, une détérioration progressive des performances, et finalement une perte des propriétés mécaniques, le rendant inutilisable. Ce phénomène s'appelle le vieillissement.


  3.14 Constante diélectrique : également connue sous le nom de capacité, permittivité. Il fait référence à la quantité « d'énergie électrique statique » qui peut être stockée dans chaque « volume unitaire » d'une substance sous un « gradient de potentiel unitaire ». Plus la « constante diélectrique » du colloïde est grande (indiquant une qualité médiocre) et lorsqu'un courant circule dans deux conducteurs adjacents, il est plus difficile d'obtenir une isolation complète, en d'autres termes, il est plus facile de produire un certain degré de fuite. Par conséquent, la constante diélectrique des matériaux isolants doit généralement être aussi faible que possible dans des circonstances normales. La constante diélectrique de l’eau est de 70 et très peu d’eau peut provoquer des changements significatifs.

 

  4. Plus époxy les adhésifs sont des adhésifs thermodurcissables et présentent les principales caractéristiques suivantes : plus la température est élevée, plus le durcissement est rapide ; plus on mélange en une seule fois, plus le durcissement est rapide ; il y a un phénomène exothermique pendant le processus de durcissement, etc.


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