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交联剂及其作用机理

时间:2023-06-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:凡是使高分子化合物引起交联的物质,就称为交联剂。3)交联剂引发自由基反应与交联剂官能团反应相结合。表4-32 常见有机过氧化物物化性能2.胺类交联剂胺类化合物主要是含有两个或两个以上氨基的胺类,包括脂肪族、芳香族及改性多元胺类。该类交联剂的优点是用量幅度宽,毒性小,适用期长,树脂固化物的黏结性及可挠性良好。

交联剂及其作用机理

交联是指在两个高分子的活性位置上生成一个或数个化学键,将线性高分子转变成体型(三维网状结构)高分子的反应。凡是使高分子化合物引起交联的物质,就称为交联剂。交联剂的种类和数量是提高聚合物材料力学性能的重要因素。

有机交联剂对高分子化合物的交联反应大致可以分为三种类型。

1)交联剂引发自由基反应。在这类交联反应中,交联剂分解产生自由基,这些自由基引发高分子自由基链反应,从而导致高分子化合物链的C-C键交联。这类交联剂主要是有机过氧化物。

2)交联剂的官能团与高分子聚合物反应。利用交联剂分子中的官能团与高分子化合物进行反应,通过交联剂作为桥基把聚合物交联起来。这种交联机理是除过氧化物外大多数交联剂采用的形式。

3)交联剂引发自由基反应与交联剂官能团反应相结合。这种交联机理实际上是前述两种机理的结合形式,即把自由基引发剂和官能团化合物联合起来使用,如有机过氧化物与不饱和单体使不饱和聚酯进行交联就是一个典型例子。

1.有机过氧化物交联剂

市售的有机过氧化物大致可分为五类:①氢过氧化物;②二烷基过氧化物;③二酰基过氧化物;④过氧酯;⑤酮过氧化物。

常见有机过氧化物的物化性能见表4-32。

表4-32 常见有机过氧化物物化性能

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2.胺类交联剂

胺类化合物主要是含有两个或两个以上氨基的胺类,包括脂肪族、芳香族及改性多元胺类。通常伯、仲胺是交联剂,而叔胺是交联催化剂。

(1)脂肪族多元胺 脂肪族多元胺交联速度快,但一般有毒。代表性脂肪族多元胺的性质见表4-33。

表4-33 代表性脂肪族多元胺的性质

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①1cP=10-3Pa·s。

(2)芳香族多胺 芳香族多胺与脂肪族多元胺相比,具有碱性弱、反应性能减小、交联速度慢及室温交联不完全等特点。但使用芳香族多胺交联固化的环氧树脂具有优良的电性能、耐化学腐蚀性和耐热性,适用期长等特点。代表性芳香族多元胺的结构见表4-34。(www.xing528.com)

表4-34 代表性芳香族多元胺的结构

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①间苯二胺中有邻苯二胺和对苯二胺

(3)芳香核脂肪族多胺和脂环族 含有芳香核的脂肪族多胺综合了脂肪族多胺的反应性高和芳香族二胺的各种优良性能。其可在低温和潮湿条件下固化。

(4)改性多元胺类 改性多元胺类是以脂肪族及芳香族多元胺为母体结构,通过结构的修饰而制备的性能更优的交联剂,具有代表性的品种有590固化剂、591固化剂和593固化剂等。该类交联剂具有活化期增长,毒性变小,胺致发白现象减小等特点。聚酰胺胺类与改性脂肪族多胺的特性比较见表4-35。

表4-35 聚酰胺胺类与改性脂肪族多胺的特性比较

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(5)聚酰胺 二聚酸与过量的多元胺反应制备的聚酰胺树脂是环氧树脂的主要固化剂之一。该类交联剂的优点是用量幅度宽,毒性小,适用期长,树脂固化物的黏结性及可挠性良好。缺点是固化速度慢,低温固化性不好。

3.树脂类交联剂

(1)酚醛树脂交联剂 常用的有三种:对叔丁基酚醛树脂、对叔辛基酚醛树脂以及其溴化物。一般认为良好的酚醛树脂交联剂应该具有高邻位结构,数均相对分子质量在600以下,羟甲基含量(质量分数)小于3%。

(2)氨基树脂交联剂 主要有三种:三聚氰胺树脂、苯鸟粪胺甲醛树脂和脲醛树脂。三种氨基树脂在涂料中应用特性比较见表4-36。

表4-36 三种氨基树脂在涂料中应用特性比较

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4.助交联剂

助交联剂是在研究过氧化物交联乙烯丙烯共聚物的过程中发展起来的,主要品种是一些多官能团单体、硫黄、苯醌二肟和液状聚合物等。它们能够抑制聚合物主链的断裂,提高交联效率。使用助交联剂的目的如下:①提高交联效率;②提高撕裂强度和耐热性;③增加塑化效果,调整PH值,赋予黏着性。应用最多的助交联剂是TMPT(三甲基丙烯酸三羧甲基丙酯)、TAIC(异氰脲酸三烯丙酯)和EDMA(双甲基丙烯酸乙二酯)等多官能团单体。

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