环氧树脂化学特性(环氧树脂固化影响因素)

了解环氧树脂化学对于安全有效地使用环氧树脂非常重要。混合环氧树脂和固化剂开始化学反应,将混合的液体成分转化为固体。这种从液体到固体的化学转变所需的时间称为固化时间。当它固化时,环氧树脂从液态经过凝胶状态,然后达到固态。

当它固化时,混合环氧树脂从液态通过凝胶状态变为固态。

环氧树脂胶

环氧树脂化学和固化阶段

第1阶段:液体——环氧树脂的开放时间

开放时间(也称为工作时间或湿铺层时间)是固化时间的一部分,在混合树脂和硬化剂以引发环氧化学反应后,混合物保持液态且可加工且适合应用。所有组装和夹紧都应在开放时间内进行,以确保可靠的粘合。

第2阶段:凝胶——初始环氧树脂固化

当环氧树脂混合物开始胶凝或“启动”时,它进入初始固化阶段(在环氧树脂化学中也称为“绿色阶段”)。环氧树脂不再可用,并且会从发粘的凝胶稠度发展为硬橡胶的硬度,你会用拇指指甲凹痕。

由于环氧树脂混合物仅部分固化,新应用的环氧树脂仍会与其发生化学连接,因此无需特殊准备,表面仍可粘合或重新涂覆。然而,随着混合物接近最终固化,这种能力会减弱。

第3阶段:固体——环氧树脂的最终固化

环氧树脂的化学反应完成。该混合物已固化成固态,可以进行干磨和成型。你不应该用您的缩略图把它弄凹。在环氧树脂化学的这一点上,产品已达到其极限强度的约 90%,因此可以移除夹具。在接下来的几天里,它将在室温下继续固化。

环氧树脂的新应用将不再与它发生化学连接,因此环氧树脂的表面必须在重涂之前进行适当的准备和打磨,以实现良好的机械二次粘合。

您可以通过在环氧树脂固化成固态后对环氧树脂施加适度的热量来提高环氧树脂的热性能并降低织物“透印”的可能性。

了解环氧树脂的固化时间

开放时间和固化时间控制着大部分使用环氧树脂建造和修复的活动。开放时间决定了可用于混合、应用、平滑、成型、组装和夹紧的时间。固化时间决定了在移除夹具之前必须等待多长时间,或者在您可以打磨或继续项目的下一步之前。两个因素决定了环氧树脂混合物的开放时间和总固化时间:固化剂固化速度和环氧树脂温度。

环氧树脂固化剂速度

每种环氧树脂固化剂都有一个理想的固化温度范围。在任何给定的温度下,每种树脂/固化剂组合都将经历相同的固化阶段,但速度不同。选择在您工作的温度和条件下为您的工作提供足够工作时间的固化剂。

适用期是用于比较环氧树脂在不同固化剂中的固化速度的术语。它是特定质量的混合树脂和硬化剂在特定温度下保持液态的时间量。(标准容器中100克质量的混合物,温度为21℃)。因为适用期是衡量特定包含质量(体积)环氧树脂而不是薄膜的固化速度的量度,所以固化剂的适用期比其开放时间短得多。

环氧树脂温度

固化环氧树脂的温度越高,固化越快。热加速环氧树脂化学或环氧树脂组分的化学反应。固化环氧树脂的温度由环境温度加上固化产生的放热决定。

环境温度是与环氧树脂接触的空气或材料的温度。空气温度通常是环境温度,除非环氧树脂涂在具有不同温度的表面上。通常,当空气温度较高时,环氧树脂固化得更快。

放热是由固化环氧树脂的化学反应产生的。产生的热量取决于混合环氧树脂的厚度或暴露表面积。在更厚的物质中,更多的热量被保留,导致更快的反应和更多的热量。混合容器的形状和混合量对这种放热反应有很大的影响。塑料混合杯中含有大量固化环氧树脂会迅速产生足够的热量来熔化杯子并灼伤您的皮肤。但是,如果将相同的量分散到薄层中,则放热会消散,环氧树脂的固化时间由环境温度决定。固化环氧树脂层越薄,受放热影响越小,固化越慢。

控制环氧树脂的固化时间

如果可能,在温暖的条件下使用较慢的环氧树脂固化剂。混合可以快速用完的小批量,或将环氧树脂混合物倒入表面积更大的容器(例如滚筒盘)中,从而使放热消散并延长开放时间。越早转移或施加混合物(彻底混合后),混合物的有用开放时间就越多,可用于涂层、铺层或组装。

在凉爽的条件下,使用更快的硬化剂,或使用补充热量将环氧树脂温度提高到硬化剂的最低推荐应用温度以上。在混合前或涂上环氧树脂后,使用热风枪、加热灯或其他热源加热树脂和硬化剂。在室温下,当需要更快固化时,补充加热很有用。

警告!固化环氧树脂会产生热量。不要填充空隙或浇注厚度超过 1/2 英寸的环氧树脂层——如果用泡沫或其他绝缘材料封闭则更薄。几英寸的混合环氧树脂在一个封闭的质量(如混合杯)中会产生足够的热量来熔化塑料杯,灼伤你的皮肤或点燃可燃材料,如果让它保持完整的适用期。因此,请勿使用泡沫或玻璃混合容器或倒入密闭空间。如果一罐混合环氧树脂开始放热(升温),请迅速将其移至室外。避免吸入烟雾。在反应完成并冷却之前不要处理混合物。

放气

警告! 加热未凝胶化的环氧树脂会降低其粘度,使环氧树脂在垂直表面上更容易流动或流挂。此外,加热环氧树脂应用于多孔基材(软木或低密度芯材)可能会导致基材“脱气”并在环氧树脂涂层中形成气泡。为避免放气,请等到环氧树脂涂层胶凝后再加热。切勿将液态混合环氧树脂加热到120°F (49°C)以上。

无论采取什么步骤来控制固化时间,对环氧树脂化学的基本了解以及对应用和组装的周密规划将使您能够最大限度地利用环氧树脂的开放时间和固化时间。

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