本文旨在從用戶的角度,提供有關過氧化物選擇和使用的見解。
復合材料由廣泛分類為熱固性和熱塑性的各種有機聚合物制成。在大多數應用中,基本上是單體或聚合物樹脂–交聯形成固化樹脂。由于易于加工和相對較低的成本,聚酯和乙烯基酯樹脂被廣泛使用。這些樹脂通過自由基反應交聯成固體。這種交聯是通過加入引發劑實現的,引發劑是當被活性金屬鹽促進時分解成自由基的化合物。這個自由基的生成是永久存在的,直到所有的引發劑被分解。
典型化學反應步驟如下:
產生的自由基與樹脂中的反應性位點結合,然后產生另一個反應性自由基,繼續交聯過程。
通常與聚酯和乙烯基酯樹脂相關的應用是拉擠成型,樹脂傳遞成型,長絲纏繞和噴涂等工藝。多種過氧化物可用于聚酯和乙烯基酯樹脂,其選擇或適用性取決于應用或加工類型。這些應用或處理參數也決定適用期要求(兩種反應性化學物質在混合時保持可用的時間段),以及樹脂和過氧化物組合的選擇。
由于過氧化物非常具有反應性(有時甚至對沖擊敏感),因此可能需要特別考慮安全處理它們。為了減輕震動敏感度并安全處理,過氧化物有時以懸浮液的形式提供。一些懸浮液是水基的。如果您的樹脂或工藝過程對濕度敏感,請注意避免使用水基懸浮液。
對于像樹脂灌注,手糊和噴射等工藝而言,在適用時間較短的情況下,室溫活性過氧化物是合適的,如過氧化甲乙酮(MEKP)。
對于需要長樹脂適用期的拉擠成型和長絲纏繞等應用,熱活化的過氧化物是合適的,一個例子是過氧酯如過氧化苯甲酸叔丁酯。
通常,少量過氧化物(約0.5-2重量%)足以開始固化反應。應選擇過氧化物在施加的溫度下產生足夠的自由基,并導致完全或更高程度的固化。固化速率也取決于樹脂中促進劑/促進劑和抑制劑的存在。樹脂常與系統中預先混合的促進劑或抑制劑一起供應,或者最終用戶可根據其固化要求選擇添加特定促進劑或抑制劑。
在用于加工薄復合部件的拉擠成型和纖維纏繞應用中,單過氧化物如過氧化苯甲酰(BPO)可能就足夠了。在某些情況下,一種快速分解的過氧化物可能不會產生足夠的自由基來完成固化。對于中等厚度的零件,可能需要多種過氧化物體系。而且,高度放熱的反應經常會導致部件中的不均勻溫度分布問題,這可能導致殘余應力和開裂,特別是在厚部件中。
下圖顯示了一個部分中心的裂紋示例,這些考慮可能沒有得到適當的控制。
為了解決這些問題,一種可行的方法是在樹脂/引發劑體系中同時使用高溫緩慢反應性過氧化物和低溫快速反應性過氧化物的組合。這樣,生產線速度和固化時間可以協調和控制。
雖很難面面俱到,上述考慮觸及了最終用戶在選擇過氧化物引發劑時應考慮的要點。出于說明的目的,我們試圖分離過程類型,速度,部件厚度等因素,實際上這些因素是相互關聯的,并且恰當的過氧化物選擇是豐常重要的。
版權所有:江蘇智派化學品有限公司危險化學品經營許可證