環氧樹脂固化劑用量的確定
1、胺類固化劑用量的計算
胺類固化劑用量的計算方法,是根據胺基上的-個活潑氫和壹個環氧基的作用相來考慮的。各種伯胺、仲胺用量按下式計算:W=(M/Hn)×E;
式中.W--每100g環氧樹脂所需胺類固化劑的質量g;M為胺類固化劑的分子量;
Hn為固化劑分子中胺基活潑氫原子的個數;E為環氧樹脂的環氧值。
例:用乙二胺作固化劑固化 E-44 環氧樹脂,求每 loog 環氧樹脂所需的乙二胺量。
解:乙二胺的分子式為 H2N-CH2-NH2,乙二胺的分子量 M=60,乙二胺的活潑氫原子數 Hn=4,
由表求出 E-44 環氧樹脂的環氧值,E=0.40~0.47,則最大W=60/4×0.47=7.05(g),最小W=60/4×0.47=7.05(g),W最小=60/4×0.40=6(g);
也就是說,每100g E-44環氧樹脂需要6~7g乙二胺固化劑。實際上,隨著胺分子的大小,以及反應性和揮發情況的不同,壹般要比理論計算值多使用10%以上。
2、酸酐固化劑用量計算
酸酐固化劑用量通常按下式計算:W=AE-E-K,
式中W--每100g環氧樹脂質量所需的酸酐固化劑,g;
AE--酸酐摩爾質量,kg/mol;
K--每摩爾質量環氧基團所需的酸酐量,mol。5~1.1,壹般取0.85。
例:對於100g環氧值為0.43的環氧樹脂,若用鄰苯二羧酸酐(PA)作其固化劑,要用多少量為宜?
解:鄰苯二甲酸酐的分子式為:其分子量 M=148;
E=0.43 經驗值 K=0.85,所以其用量合適:W=148×0.43×0.85×=54.1(g);
也就是說,100g環氧值為0.43的環氧樹脂,用約54g的鄰苯二甲酸酐作固化劑是比較合適的。實際用量也高於理論計算量。
固化劑用量壹般高於理論計算值有兩個原因:壹是在制備過程和操作過程中會有揮發損失;二是不易與樹脂混合均勻。但固化劑用量過大時,會導致樹脂鏈的末端增長,降低硬化材料的分子量,使固化樹脂變脆。
上述計算值,都是指純固化劑,即含量為 100%。當達不到這個純度時,應調整轉換率。