Etude de Modification et Renforcement de la Résine Epoxy E51

2022-10-17

1. Introduction


  Résine époxy E51 a une faible viscosité, une valeur époxy élevée et un effet de durcissement. Ses inconvénients sont une grande fragilité et une faible ténacité ; Les résines époxy E20 et E12 présentent les avantages d'une adhérence élevée et d'une bonne ténacité, mais l'inconvénient est une faible dureté. Mélangez les trois sortes de époxy résines en proportion. La nouvelle résine mélangée présente les caractéristiques de la résine E51 avec une activité élevée, un bon effet de durcissement et une dureté élevée, ainsi que les avantages d'une bonne ténacité des chaînes moléculaires moyennement longues E20 et E12. Après durcissement avec un mélange d'amines fabriqué maison, il améliore les performances du produit durci et surmonte l'inconvénient d'une mauvaise performance globale après durcissement avec une seule résine époxy.


Résine Epoxy E51


2.expérimental


  a) Le roi tentera sa punition. Résine aérobie E12, E20, E51, vêtements en polyéther, deuxième vêtement en polyéther, accélérateur d'agent de durcissement ; Xylène ; N-Butanol.


  b) Principaux instruments. Disperseur de résine époxy à grande vitesse ; Échelle électronique; Machine d'essai universelle électronique contrôlée par micro-ordinateur série UTM4000 ; Analyseur thermique différentiel thermogravimétrique EXSTAR6300.


  c) Test expérimental. 1) Préparation du solvant : ajoutez du n-butanol au xylène et remuez uniformément. 2) Préparation de la résine : ajouter les résines époxy E12 et E20 dans le solvant selon la proportion, remuer à grande vitesse pendant 20 minutes, ajouter résine époxy E51 une fois la résine dissoute, remuez à grande vitesse et mélangez uniformément, et préparez 4 types de solutions mélangées avec différentes proportions des trois résines époxy, résines numérotées A, B, C, D. Préparez trois solutions de résine époxy unique. 3) Test d'échantillon : mélangez la résine et l'agent de durcissement avec un équivalent époxy = 1 : 0.6, 1 : 0.7, 1 : 0.8 et 1 : 0.9 respectivement, séchez-les à température ambiante, appliquez-les sur du fer blanc pour l'observation de la flexion, collez un cylindre de 20 mm pour tests avec une machine d'essai de traction, mesurez la dureté avec un testeur de dureté Shore et effectuez une analyse thermique différentielle avec un analyseur thermique différentiel.


3. Résultats et discussion


  a) Observation de flexion. E51, E12 et B et D dans la résine ont des angles de courbure inférieurs ou égaux à 90°. L'angle de fracture minimum est E12, 60° ; D L'angle de fracture minimum du frottis est de 70° ; E51 L'angle de fracture est de 85°. La résine mélangée présente une bonne résistance à la rupture. D'une part, les trois résines ont des chaînes longues, moyennes et courtes, et la proportion est appropriée. L'intégrité de la longue chaîne est garantie pendant le processus de mélange. Le dopage croisé long, moyen et court rend la dispersion des contraintes plus uniforme ; D'autre part, le segment de chaîne flexible dans l'amine mixte est lié au réseau de la résine époxy, ce qui entraîne une micro-séparation de phases pendant le processus de durcissement, qui forme une structure de réseau de phases serrées et lâches, brisant l'uniformité du croisement d'origine. -réseau de liaison. Ce réseau favorise la dispersion des contraintes, provoquant une déformation plastique au sein du produit durci, augmentant ainsi la ténacité du 111.


  b) Essai de traction. L'essai de traction a été réalisé sur un échantillon cylindrique de 20 mm. La résistance à la traction de résine époxy E51 était de 16.176 MP, la force de rupture était de 5196.13 N et la déformation était de 5.24 mm ; La résistance à la traction de la résine modifiée D est de 16.053 MP, la force de rupture est de 5114.97 N et la déformation est de 5.63 mm. Les résultats des tests montrent que le rapport équivalent optimal est de 1:0.8. On peut voir que le poids moléculaire, l'activité de réaction, la densité de réticulation de la résine époxy, la compatibilité de chaque composant du système et la quantité ajoutée d'agent de durcissement sont les principaux facteurs affectant les propriétés mécaniques.


  c) Mesure de dureté. La dureté des résines époxy durcies a été testée. Les résultats ont montré que lorsque le rapport équivalent était de 1:0.8, les valeurs de dureté Shore des résines D et E51 étaient de 96.2 et 95. Avec l'augmentation de la quantité d'agent de durcissement, la dureté diminue, mais en général, la quantité d'agent de durcissement a peu d'influence sur les produits durcis et la proportion de résine époxy a une plus grande influence.


  d) Analyse thermique différentielle. La résine durcie a été analysée par analyse thermique différentielle. La vitesse de chauffage était de 20 ℃/min. Les résultats sont les suivants:


  Avec l'augmentation de la température, la courbe présente deux pics et la réaction de durcissement à température ambiante est incomplète. Le processus de durcissement est divisé en deux étapes, la température de durcissement est de 85 ℃ et 132 ℃, la quantité d'agent de durcissement a peu d'influence sur la température de durcissement.


  Avec l'augmentation de la température, le premier pic des résines E12 et E20 n'est pas évident, la réaction de durcissement des résines E12 et E20 est relativement complète à température ambiante et le deuxième pic apparaît à 139 ℃ et 141 ℃. Les doubles pics de E51 sont évidents, apparaissant à 93 ℃ et 138 ℃, et la réaction de durcissement à température ambiante est incomplète. L'équivalent époxy détermine la température de durcissement de la première étape. Plus la valeur équivalente est petite, plus la température de durcissement est basse et plus le degré de durcissement est élevé ; Le négatif est le contraire ; La température de durcissement de la deuxième étape a peu d’effet.


  Des pics doubles se produisent parce que la vitesse de réaction d'addition du groupe amine primaire et du groupe époxy dans l'agent de durcissement est plus rapide que celle du groupe amine secondaire et du groupe époxy, ce qui fait apparaître le premier pic exothermique à environ 93 ℃. Au fur et à mesure que la réaction se déroule, le degré du système augmente, entraînant des difficultés dans le mouvement du segment de la chaîne moléculaire. Ce n'est que lorsque la température augmente à nouveau que le groupe époxy peut continuer à réagir avec le groupe amine secondaire avec une activité de réaction relativement faible et l'hydrogène actif sur le groupe serveur, le deuxième pic exothermique est apparu près de 138 ℃, ce qui peut être attribué au secondaire réaction d'addition du groupe amine secondaire, du groupe serveur et du groupe époxy.


résine époxy e51

résine époxy e51

Courbe DTA de la résine durcie DCourbe DTA de trois résines époxy durcies lorsque le rapport équivalent est de 1:0.8


4. Conclusion


  (1) La proportion de résine modifiée et la quantité ajoutée d’agent de durcissement ont été déterminées. La résine D combine les excellentes propriétés de trois types de résines époxy et présente une bonne ténacité, dureté et force de liaison. (2) L'angle de rupture par flexion du système de résine époxy modifiée a augmenté (15 % ~ 17 %), la déformation en traction a augmenté (0.3 ~ 0.5 mm), la résistance à la traction a diminué (0.05 ~ 0.16 MP) et la résistance à la traction est restée supérieure. 16MP. (3) La dureté du E51 modifié est plus élevée. (4) Le durcissement de la résine D durcie était incomplet à température ambiante. La réaction a été divisée en deux étapes, la température de durcissement était de 87 ℃ et 136 ℃. La réaction de durcissement de ce système était plus appropriée à 85~140 ℃.


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