本文旨在從用戶的角度,提供有關(guān)過(guò)氧化物選擇和使用的見(jiàn)解。
復(fù)合材料由廣泛分類(lèi)為熱固性和熱塑性的各種有機(jī)聚合物制成。在大多數(shù)應(yīng)用中,基本上是單體或聚合物樹(shù)脂–交聯(lián)形成固化樹(shù)脂。由于易于加工和相對(duì)較低的成本,聚酯和乙烯基酯樹(shù)脂被廣泛使用。這些樹(shù)脂通過(guò)自由基反應(yīng)交聯(lián)成固體。這種交聯(lián)是通過(guò)加入引發(fā)劑實(shí)現(xiàn)的,引發(fā)劑是當(dāng)被活性金屬鹽促進(jìn)時(shí)分解成自由基的化合物。這個(gè)自由基的生成是永久存在的,直到所有的引發(fā)劑被分解。
典型化學(xué)反應(yīng)步驟如下:
產(chǎn)生的自由基與樹(shù)脂中的反應(yīng)性位點(diǎn)結(jié)合,然后產(chǎn)生另一個(gè)反應(yīng)性自由基,繼續(xù)交聯(lián)過(guò)程。
通常與聚酯和乙烯基酯樹(shù)脂相關(guān)的應(yīng)用是拉擠成型,樹(shù)脂傳遞成型,長(zhǎng)絲纏繞和噴涂等工藝。多種過(guò)氧化物可用于聚酯和乙烯基酯樹(shù)脂,其選擇或適用性取決于應(yīng)用或加工類(lèi)型。這些應(yīng)用或處理參數(shù)也決定適用期要求(兩種反應(yīng)性化學(xué)物質(zhì)在混合時(shí)保持可用的時(shí)間段),以及樹(shù)脂和過(guò)氧化物組合的選擇。
由于過(guò)氧化物非常具有反應(yīng)性(有時(shí)甚至對(duì)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(dòng)敏感度并安全處理,過(guò)氧化物有時(shí)以懸浮液的形式提供。一些懸浮液是水基的。如果您的樹(shù)脂或工藝過(guò)程對(duì)濕度敏感,請(qǐng)注意避免使用水基懸浮液。
對(duì)于像樹(shù)脂灌注,手糊和噴射等工藝而言,在適用時(shí)間較短的情況下,室溫活性過(guò)氧化物是合適的,如過(guò)氧化甲乙酮(MEKP)。
對(duì)于需要長(zhǎng)樹(shù)脂適用期的拉擠成型和長(zhǎng)絲纏繞等應(yīng)用,熱活化的過(guò)氧化物是合適的,一個(gè)例子是過(guò)氧酯如過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯。
通常,少量過(guò)氧化物(約0.5-2重量%)足以開(kāi)始固化反應(yīng)。應(yīng)選擇過(guò)氧化物在施加的溫度下產(chǎn)生足夠的自由基,并導(dǎo)致完全或更高程度的固化。固化速率也取決于樹(shù)脂中促進(jìn)劑/促進(jìn)劑和抑制劑的存在。樹(shù)脂常與系統(tǒng)中預(yù)先混合的促進(jìn)劑或抑制劑一起供應(yīng),或者最終用戶可根據(jù)其固化要求選擇添加特定促進(jìn)劑或抑制劑。
在用于加工薄復(fù)合部件的拉擠成型和纖維纏繞應(yīng)用中,單過(guò)氧化物如過(guò)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(guò)氧化物可能不會(huì)產(chǎn)生足夠的自由基來(lái)完成固化。對(duì)于中等厚度的零件,可能需要多種過(guò)氧化物體系。而且,高度放熱的反應(yīng)經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致部件中的不均勻溫度分布問(wèn)題,這可能導(dǎo)致殘余應(yīng)力和開(kāi)裂,特別是在厚部件中。
下圖顯示了一個(gè)部分中心的裂紋示例,這些考慮可能沒(méi)有得到適當(dāng)?shù)目刂啤?/span>
為了解決這些問(wèn)題,一種可行的方法是在樹(shù)脂/引發(fā)劑體系中同時(shí)使用高溫緩慢反應(yīng)性過(guò)氧化物和低溫快速反應(yīng)性過(guò)氧化物的組合。這樣,生產(chǎn)線速度和固化時(shí)間可以協(xié)調(diào)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(guò)氧化物引發(fā)劑時(shí)應(yīng)考慮的要點(diǎn)。出于說(shuō)明的目的,我們?cè)噲D分離過(guò)程類(lèi)型,速度,部件厚度等因素,實(shí)際上這些因素是相互關(guān)聯(lián)的,并且恰當(dāng)?shù)倪^(guò)氧化物選擇是豐常重要的。
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