酸酐常見(jiàn)固化劑
酸酐常見(jiàn)固化劑使用的配方體系粘度低,使用期長(cháng),如需高溫固化,酸酐常見(jiàn)固化劑固化物有良好熱穩定性和電氣性能。有機酸酐種類(lèi)按結構可分為:芳香族酸酐、脂肪酸酐和鹵化酸酐等類(lèi)型。
1.酸酐類(lèi)固化機理
酸酐固化環(huán)氧樹(shù)脂的反應,需要樹(shù)脂/酸酐體系中少量的醇和水、游離酸等促進(jìn)劑,經(jīng)加熱才能緩慢的固化。因此,酸酐并不直接與環(huán)氧基作用發(fā)生化學(xué)反應,必須打開(kāi)酸酐的環(huán)。
活潑氫對酸酐開(kāi)環(huán)的影響
雙酚A環(huán)氧中含有羥基,可以打開(kāi)酸酐。一羥基產(chǎn)生一個(gè)羧基,多元醇可以把兩個(gè)酸酐分子連接起來(lái),起到交聯(lián)作用。加入含羥基化合物如乙二醇、甘油、含羥基的低分子聚醚等,可以加速開(kāi)環(huán)反應,水可以使酸酐產(chǎn)生兩個(gè)羧基,因此濕度對酸酐固化有影響。
酯化反應:這是酸酐固化環(huán)氧樹(shù)脂的主要反應,羧基與環(huán)氧基加成,生成酯基。酯化反應生成的羧基,進(jìn)一步使酸酐開(kāi)環(huán),與環(huán)氧基反應,最后生成立體結構;在高溫下,一些羧基可以催化環(huán)氧基開(kāi)環(huán),生成以醚鍵為主的結構。
三級胺(叔胺)對酸酐開(kāi)環(huán)的影響
三級胺與酸酐形成一個(gè)離子對,環(huán)氧基插入此離子對,羧基負離子打開(kāi)環(huán)氧基,生成酯鍵,并產(chǎn)生一個(gè)新的陰離子。例如2—乙基—4甲基咪唑和2、4、6—(N,N一二甲基氨甲基)—苯酚即K—54#(國外稱(chēng)DMP—30#)。
2.酸酐常見(jiàn)固化劑的品種
順丁烯二酸酐(MA)及改性物
A.順丁烯二酸酐:白色晶體,熔點(diǎn)52.8℃。其酸性強,固化速度快,用量為20—40%,固化物較脆和有毒。
B.70#酸酐:由丁二烯與順丁烯二酸酐合成,毒性和揮發(fā)性小,用量為70—80%,固化條件是150℃,4H。淺黃色液體,粘度低。
產(chǎn)品應用:間苯二酚二(2-羥乙基)醚(芳香族二醇擴鏈劑HER)是一種對稱(chēng)的芳香族二醇擴鏈劑,它與MDI有著(zhù)良好的配伍性。廣泛應用于混煉型、澆注型、熱塑型的PU彈性體制品。這種材料已經(jīng)被證實(shí)能夠較大限度地維持彈性體的持久性、彈性和可塑性,并把收縮性限制到較小,沒(méi)有污染。同時(shí),該材料除具有芳香族擴鏈的優(yōu)點(diǎn)外,還避免了HQEE在稍微降溫情況下迅速結晶現象的不足,提供了更好的可塑性、撕裂強度、初始強度、邵氏硬度、壓縮變形、斷裂變形以及低收縮性、抗切割、柔韌性好、防滲透性、熔點(diǎn)低、操作方便等特殊優(yōu)點(diǎn)。如鑄輪、密封件、壓制墊、非粘結合輪胎、泥漿管內襯、滑板輪、鞋部件、飲料容器、氨綸以及軟質(zhì)和硬質(zhì)包裝材料等。
包裝儲運:紙板桶,內襯黑色塑料袋;20公斤裝。
比重,100℃時(shí)1.16
水分%≤0.2
比熱卡/克 /℃ 0.4
熔融密度100℃克/毫升 1.16
熔融粘度100℃, cp 13.5
容器密度(松散)克/毫升 0.51
容器密度(壓緊)克/毫升 0.62
C.647#酸酐:由雙環(huán)戊二烯與順丁烯二酸酐合成。淺黃色液體,用量為80—90%。固化條件150—160℃,8H。
D.308桐油酸酐:由桐油改性的順丁烯二酸酐。用量為100—200%,固化物柔軟,延伸性好,耐熱差。固化條件:100—120℃,6—10H。
E.甲基內次甲基四氫鄰苯二甲酸酐(MNA):淺黃色液體,熔點(diǎn)為12℃以下,用量為80%,其固化物HDT為160℃,粘度為138厘泊,沸點(diǎn)>250℃。
“酸酐就是酸性氧化物”這句話(huà)在一定范圍內是對的。酸酐是酸脫水形成的,而酸性氧化物是與堿反應生成鹽和水的氧化物,從概念上看,二者是不可等同的。在無(wú)機化學(xué)中酸酐是酸脫水形成的,且絕大多數為氧化物,所以二者可以等同,但有機化學(xué)中,很多有機酸脫水后都不是氧化物,如:醋酸(CH3COOH)脫水形成醋酸酐((C4H6O3,(CH3CO)2O),所以也就不可能是酸性氧化物了。
無(wú)機酸中非金屬的同價(jià)態(tài)氧化物就是含氧酸的酸酐了。例如,碳酸中碳的化合價(jià)是+4,那么它的酸酐就是二氧化碳。
有機酸可以用去掉水的方法,就是先在酸前面加上化學(xué)計量數把氫離子配成偶數(原先是偶數就不用了)再去掉一個(gè)或幾個(gè)H2O。例如:CH3COOH(數字為下角標,下同)中只有1個(gè)氫離子先在前面加上化學(xué)計量數2,再去掉一個(gè)H2O,得到的(CH3CO)2O就是它的酸酐了;同樣道理,如果有3個(gè)氫離子,就加上化學(xué)計量數2,再去掉3個(gè)水。
氧化鋁就是Al(OH)3脫水生成的,因為氫氧化鋁可以寫(xiě)成HAlO2·H2O(偏鋁酸),而脫了水就是氧化鋁{2HAlO2·H2O=Al2O3·2H2O(脫水)→Al2O3}。
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