Aktueller Status der Forschung und Anwendung von Epoxidharz

Aktueller Status der Forschung und Anwendung von Epoxidharz

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Epoxidharz bezieht sich auf Polymer -Präpolymere, die zwei oder mehr Epoxidgruppen mit aliphatischen, alicyclischen oder aromatischen Kettensegmenten als Hauptkette enthalten. Epoxidharz (EP) hat eine hohe Festigkeit, eine gute chemische Stabilität, hohe mechanische Eigenschaften, hervorragende Klebstoffeigenschaften, Heilungsschrumpfung ist klein, eine gute Wärmewiderstand, UV -Alterung, Verschleiß- und Schlagfestigkeit sowie andere mechanische Eigenschaften, oft als Beschichtungen, Klebstoff, die in Kompositionen, Marine, Aerospace sowie elektronischen Feldern verwendet werden. Das gehärtete Epoxidharz ist jedoch eine dreidimensionale Netzwerkstruktur, eine hohe Vernetzungsdichte, hohe interne Spannung, die zu ihrer Sprödigkeit und zu leicht zu knackigem, schlechter Abriebfestigkeit und seines Temperaturkoeffizienten der thermischen Expansion hoch ist und die Anwendung in einigen Bereichen begrenzt. Für die oben genannten Mängel können durch Änderungsmethoden optimiert und verbessert werden

Ii. Modifikation des Epoxidharzes

1. Verhinderung der Modifikation von Epoxidharz

Um die Zähigkeit von Epoxidharz zu verbessern, umfasste der anfängliche Ansatz die Hinzufügung von Weichmachern und Flexibilisatoren. Diese Substanzen mit niedrigem Molekulargewicht reduzierten jedoch den Wärmebeständigkeit, die Härte, den Modul und die elektrischen Eigenschaften des Materials signifikant. Seit den 1960er Jahren wurde die Untersuchung der Härtung von Epoxidharz sowohl im Inland als auch international weit verbreitet, was darauf abzielt, die Zähigkeit von Epoxidharz mit minimalen Auswirkungen auf die thermischen Eigenschaften, Modul und elektrische Leistung zu verbessern.

• Gummi -Elastomer -Härtung von Epoxidharz

Die zum Härten von Epoxidharz verwendeten Kautschukelastomeren sind typischerweise reaktive Flüssigpolymere mit einem relativen Molekulargewicht von 1000 bis 10000, der funktionelle Gruppen an den Klemme oder Seitenpositionen aufweist, die mit Epoxygruppen reagieren können. The main types of reactive rubber elastomers used for toughening epoxy resin include: carboxyl-terminated butadiene acrylonitrile rubber, hydroxyl-terminated butadiene acrylonitrile rubber, polysulfide rubber, liquid random carboxyl butadiene acrylonitrile rubber, butadiene acrylonitrile-isocyanate prepolymer, Hydroxyl-terminiertes Polybutadien, Polyetherelastomer und Polyurethanelastomer. Das durch die synchronen Methode synthetisierte Polymernetzwerk von Polybutylacrylat und Epoxidharz hat zufriedenstellende Ergebnisse zur Verbesserung der Zähigkeit des Epoxidharzes erreicht.

• Thermoplastisches Harzhärtung von Epoxidharz

Zu den thermoplastischen Harzen gehören hauptsächlich Polysulfon, Polyethersulfon, Polyetherketon, Polyimid, Polyphenylenether und Polycarbonat, die Kunststoffe mit gutem Wärmewiderstand und mechanischen Eigenschaften entwickeln. Diese Harze werden entweder durch thermisches Schmelzen oder in Lösung in Epoxidharz eingemischt.

• Strukturiertes Polymer, das kernschale härter von Epoxidharz härter

Strukturierte Kernpolymere beziehen sich auf eine Klasse von Polymerverbundpartikeln, die durch Emulsionspolymerisation von zwei oder mehr Arten von Monomeren erhalten werden. Das Innenraum und das Äußere dieser Partikel sind mit verschiedenen Komponenten angereichert und zeigen eine spezielle Doppelschicht- oder Mehrschichtstruktur. Der Kern und die Hülle haben unterschiedliche Funktionen. Durch die Kontrolle der Partikelgröße und Veränderung der Zusammensetzung des Polymers zur Veränderung des Epoxidharzes kann interner Stress verringert werden und die Festigkeit und die Aufprallwiderstand können erhöht werden, wodurch signifikante Zählereffekte erzielt werden können.

2. Korrosionsresistenzmodifikation von Epoxidharz

Derzeit umfassen gemeinsame Methoden zur Verbesserung der Korrosionsresistenz von Epoxidharzmodifikation mit Polysulfidkautschuk, Organosiliconverbindungen und anorganischen Nanomaterialien.

• Polysulfid -Gummiemodifikation

Polysulfidkautschuk ist eine langkettige flexible Verbindung mit Thioether-Bindungen, die sich mit Blockcopolymerisationsreaktionen mit Epoxidharz blockieren können, wodurch die Zähigkeit des Epoxidharzes erhöht wird. Forscher verwenden häufig Polysulfidgummi, um Epoxidharz zu verändern. Forscher in China und anderen verwendeten Polysulfidkautschuk als Modifikator, um das Phenolepoxidharz (F-51) zu verändern, was die Zähigkeit der Beschichtung effektiv verbesserte. Durch das Hinzufügen von Epoxidresorcinolharz mit niedrigem Viskosität als aktiver Modifikator in der Beschichtungsformel kann die Viskosität des Epoxidsystems effektiv verringert werden, wodurch eine erhöhte Menge an Pigmenten und Füllstoffen zugesetzt werden kann und auch die Wärmeresistenz und die chemische Resistenz der Beschichtung verstärkt.

• Modifikation mit Organosilicon -Verbindungen

Organosilicon -Verbindungen besitzen eine gute Resistenz gegen Oxidation, Verwitterung und Hydrophobität sowie eine ausgezeichnete Kälte- und Wärmebeständigkeit und hohe dielektrische Festigkeit. Durch Modifizierung von Epoxidharz mit Organosiliconverbindungen können Si -C-, Si -O- und Si -H -Bindungen in das Epoxidharz eingeführt werden, wodurch seine Zähigkeit verbessert und die Korrosionsresistenz verbessert wird. Forscher in China und anderen fanden heraus, dass die Co-Modifizierung von Lackphenol und amino-terminiertem Silikonöl (AS) mit Epoxidharz (EP) die mechanischen Eigenschaften, Wärmeresistenz, Hydrophobität und Korrosionsresistenz der Beschichtung signifikant verbessern kann.

• Modifikation mit anorganischen Nanomaterialien

Anorganische Nanpartikel weisen zahlreiche hervorragende Eigenschaften wie geringer Effekt, Oberflächeneffekt und dielektrischer Effekt auf. Das Modifizieren von Epoxidharz mit diesen Nanopartikeln verbessert nicht nur die Sprödigkeit der Beschichtung, sondern hemmt auch stark die Bildung von Mikroporen während des Aushärtungsprozesses, wodurch die Abschirmeigenschaften der Beschichtung verstärkt und so die Korrosionsresistenz des Epoxidharzes verstärkt. Forscher in China modifizierten das niedrige Molekulargewicht Bisphenol ein Epoxidharz mit Nano-Silica, um einen lösungsmittelfreien Epoxidlack vorzubereiten, und testeten die Leistung des Farbfilms. Die Testergebnisse zeigten, dass die Flexibilität, die Wärmefestigkeit, die Schlagfestigkeit und die Adhäsion des modifizierten Farbfilms verbessert wurden und die Korrosionsbeständigkeit ausgezeichnet war.

3. Andere Modifikationen von Epoxidharz

• Wärmestabilitätsänderung

Das Erhöhen des Grades der Vernetzung, die Einführung hitzebeständiger Gruppen wie Imid-, Isocyanat- und Oxazolidinongruppen sowie die Bildung von Polymernetzwerken der Interpenetrierung sind das wichtigste Mittel zur Verbesserung der thermischen Stabilität. Die Verwendung von Anilin -Diphenyletherharz, die terminale Amingruppen als Aushärtungsmittel zur Veränderung von Epoxidharz enthält, führt zu Verbundwerkstoffen mit hohen anfänglichen Zersetzungstemperaturen in Luft und guter Feuchtigkeit und Wärmebeständigkeit. Die lipophilen Epoxidgruppen in Polydimethylsiloxan können ihre Kompatibilität mit der Epoxidharzmatrix verbessern und damit die thermische Stabilität, die Feuchtigkeitsresistenz und die Alterungsresistenz der modifizierten gehärteten Produkte verbessern. Die molekulare Polyimidkette enthält Benzolringe und Imidgruppen, die ihm eine gute thermische Stabilität, hervorragende mechanische Eigenschaften und niedrige dielektrische Eigenschaften verleihen, wodurch sie in Feldern wie Mikroelektronik, Flüssigkristallen und elektronischer Kommunikation weit verbreitet ist. Das Modifizieren von Epoxidharz damit kann nicht nur die Zähigkeit von Epoxidharz verbessern, sondern auch die thermische Stabilität erhöhen und die Dielektrizitätskonstante verringern. Forscher in China et al. erfolgreich synthetisiert eine neue Art von Trifluormethylpolyimid (PIS) und modifiziertes EP durch physikalische Mischung. Die Ergebnisse zeigten, dass die PIS-modifizierte EP eine gute thermische Stabilität und Zähigkeit aufwies und der Frakturmodus von spröder Fraktur zu duktilem Fraktur mit zunehmender PIS-Gehalt veränderte. Forscher in China et al. Zusätzlich kristalline Poly (p-Phenylen-Benzobisoxazol) (PPPI) -Teilchen zu EP. Die PPPI -Partikel wurden gleichmäßig mit EP kombiniert, und zwischen ihnen wurden kovalente Bindungen gebildet, was zu Materialien mit einem hohen Biegermodul und dem Speichermodul und einem niedrigen Biegedehnungsanlagen mit geringer Fraktur führte. Mit zunehmender PPPI -Gehalt wurde die thermische Stabilität der erhaltenen Materialien signifikant verbessert.

• Flammen -Retardanz -Modifikation

Epoxidharz hat eine schlechte Flammdarstellung. Um seine Flammverzögerung zu verbessern, werden Halogene, Stickstoff, Phosphor, Boron und Silizium, die flammretardante Elemente sind, normalerweise in das Epoxidharz eingeführt. Diese Elemente können durch die Verwendung von flammretardanten Härtungsmitteln wie Halogenen, Phosphor, Bor und Silizium eingeführt werden, um Epoxidharz zu heilen, oder durch strukturell modifizierende Veränderung des Epoxidharzes, um Flammenressenderelemente in seine Molekularstruktur einzubauen. Brominiertes Phenolpoxidharz kann als reaktiver Flammschutzmittel für Epoxidharze dienen, die in Einkapselungsmaterialien verwendet werden. Forscher in China und anderen entwarfen und synthetisierten zwei organische Phosphorverbindungen, die Methylsubstituenten, 4-methylphenylphenylphosphinoxid (4-MPO) und 2,4-Dimethylphenylphenylphosphinoxid (2,4-DMPO) und auf dem Prinzip der Beziehung zwischen Funktionsgruppe und Molar-Lautstärke und Molarvolumen und Molarvolumen und Molarvolumen und Molarvolumen und Molarvolumen entworfen haben. Diese Verbindungen wurden als Flammschutzmittel verwendet, um Bisphenol, ein flammretardantes Epoxidharz, vorzubereiten, und die thermische Stabilität des flammretardanten Epoxidharzes wurde untersucht. Mechanistische Studien zeigten, dass die beiden Flammschutzmittel hauptsächlich flammretardante Effekte durch die Lösch- und Verdünnungseffekte von Phosphor-haltigen freien Radikalen in der Gasphase und durch den Barriereffekt der Charschicht in der festen Phase ausgeübt haben. Während der Aufrechterhaltung der Flammverzögerung und des Wasserabsorptionswiderstandes wurden die dielektrischen Eigenschaften von Epoxidharz verbessert. Diese Vorteile bestätigen das Potenzial von 4-MPO und 2,4-DMPO als Flammschutzmittel für die Herstellung von Hochleistungs-EP, die für fortschrittliche elektrische Materialien geeignet sind.

• Chemische Modifikation

Durch Veränderung der Struktur von Epoxidharz und der Einführung bestimmter chemischer Gruppen in die Epoxidharzmoleküle kann die Leistung von Epoxidharz verbessert und der Anwendungsbereich erweitert werden. Durch die Reaktion von Acryl- oder Methacrylsäure mit einigen Epoxidgruppen in Epoxidharz werden beispielsweise Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen eingeführt, während einige Epoxidgruppen im Molekül behalten. Diese Modifikation verleiht das Epoxidharz sowohl photosensitive Eigenschaften als auch einige der hervorragenden Eigenschaften von Epoxidharz. Alternativ kann Epoxidharz durch Einführung hydrophiler Gruppen in das Molekül in wassergebundenes Epoxidharz modifiziert werden, wodurch die modifizierte Epoxidharz -Wasserdispersion verleiht.

III. Aktuelle Anwendungen von Epoxidharz

1. Anwendungen in elektronischen Geräten

Unter verschiedenen Polymermatrizen wird Epoxidharz aufgrund seiner hervorragenden mechanischen, elektrischen und thermischen Eigenschaften in Halbleiter- und elektronischen Verpackungsmaterialien häufig verwendet. Reines Epoxidharz hat jedoch eine niedrige thermische Leitfähigkeit, und Probleme wie der hohe thermische Expansionskoeffizient, die inhärente Brechtigkeit und die Neigung zum Riss von Epoxidklebstoffen sind in elektronischen Verpackungsanwendungen besonders prominent. Um die inhärenten Eigenschaften von Epoxidklebstoffen zu verbessern, haben Forscher umfangreiche Studien durchgeführt. Modifizierte Epoxidharze können bei der Herstellung flexibler kupferverkleideter Laminate verwendet werden. Mit der schnellen Entwicklung von leichten und miniaturisierten mikroelektronischen Produkten (wie Mobiltelefonen, Laptops usw.) sind flexible Druckschaltplatten nach und nach zu einem Hotspot für Forschung geworden. Polyimid-modifizierte Epoxidharz-Verbundwerkstoffe können als isolierende und dielektrische Schichten bei der Herstellung flexibler kupferverkleideter Laminate verwendet werden, wodurch die Leistung und Produktqualität im Vergleich zu reinem Epoxidharz weiter verbessert werden. Epoxidharz wird auch häufig bei der Herstellung von Halbleiterverpackungsmaterialien verwendet. Materialien, die unter Verwendung von Polyimid-modifizierten Epoxidharzklebstoffen entwickelt wurden, haben eine hervorragende umfassende Leistung und mittelschwere Kosten, um die oben genannten Anforderungen zu erfüllen, und sind eines der heißen Themen im Bereich elektronischer chemischer Materialien.

2. A PPPLIKATIONEN IM ADEROVACE -Feld

Epoxidharz wird häufig beim thermischen Schutz von Raketen und Projektilen wie der Düse von festen Raketenmotoren, dem aerodynamischen thermischen Schutz von Raketenkörpern und dem thermischen Schutz des oberen Eintritts von Raumfahrzeugen des Wiedereintritts verwendet. Mit der raschen Entwicklung von Wissenschaft und Technologie hat das Luft- und Raumfahrtfeld höhere Anforderungen für die umfassende Leistung von EP vorgestellt. Die weitere Verbesserung der thermischen Schutzeffizienz von thermischen Schutzmaterialien auf Harzbasis hat eine wichtige theoretische und praktische Bedeutung. Als Füllstoff , _{das zu} Thermisschutzmaterialien ₆ auf Harzbasis zugesetzt wird, wird erwartet, dass es mehrere Modifikationsrollen spielt und die thermische Schutzleistung von thermischen Schutzmaterialien auf Harzbasis erheblich verbessert. Daher verwendeten Forscher in China und anderen die Mehrfachmodifikationsmechanismen von S _i b ₆ , um Epoxidharz zu modifizieren, und untersuchten die Auswirkungen seiner Addition auf die Ablation und die thermophysikalischen Eigenschaften von Verbundwerkstoffen auf Epoxidharzbasis. Die Ergebnisse zeigten, dass die Zugabe von SIB6 -Pulver die Dichte und Härte von Epoxidharz -Verbundwerkstoffen erhöhte, das Gewicht des Pyrolysereste erhöhte und die Ablationsbeständigkeit der Verbundwerkstoffe signifikant verbesserte. Während des Ablationsprozesses kann die geeignete Zugabe von SIB6 -Pulver eine geschmolzene flüssige Phase auf der Oberfläche des Verbundmaterials bilden, die eine Bindung spielt und die Rolle auf der kohlenstoffkarbonisierten Oberflächenschicht verbessert, wodurch der Ablationswiderstand des Verbundmaterials verbessert wird.

3. Anwendungen im Meeresfeld

Epoxidharz hat hervorragende mechanische Eigenschaften wie Verschleißresistenz und Aufprallfestigkeit, gute Haftung an Metallsubstraten und ist relativ billiger als organisches Silizium und wird normalerweise für Antikorrosionsbeschichtungen von Schiffen verwendet. Das Einnehmen von Epoxidharz als Matrix und Modifizierung mit hydrophoben Eigenschaften kann Beschichtungen mit Anti-Korrosion- und Anti-Fouling-Funktionen entwickeln. Durch die Reduzierung der Oberflächenenergie kann die Anti-Fouling-Leistung verbessert werden, während die Drag-Reduktion-Substanzen verwendet werden, um den Turbulenzgrad der Grenzschichtflüssigkeit zu verzögern und die Dragreduzierungsleistung zu verbessern. Silikonöl ist mit Epoxidharz unvereinbar. Wenn Epoxidharz-Beschichtungen Silikonöl zugesetzt werden, wird es nach der Heilung langsam auf der Oberfläche der Beschichtung ausstrahlt, und das ausstrahlte Silikonöl fördert die Verbesserung der Anti-Fouling und der Dragreduzierung der Beschichtung. Die Zugabe von Dimethyl-Silikonöl kann die Hydrophobizität von Epoxidharzbeschichtungen erheblich verbessern, die Anhaftung von Kieselalgen und die Leistung der Dragreduzierung erhöhen und das Anwendungspotential bei Schiffs-Anti-Fouling und Luftwiderstandsreduktion zeigen. Forscher in China und anderen verwendeten die Methode zur modifizierten Veränderung, um Epoxidharz mit Silikonöl zu modifizieren und Beschichtungen mit mehreren Funktionen von Anti-Korrosion, Anti-Fouling und Widerstandsreduktion zu erstellen und ihre Leistung zu testen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Silikonöl-modifizierte Epoxidbeschichtung gut an der Oberfläche von Aluminiumlegierungssubstraten haften, wodurch die Oberfläche hydrophoben und die Anhaftung von Kieseldiensten mit einer Hemmrate von 70%hemmt. Die physikalische Mischungsmodifikation von Epoxidharz mit Dimethylsilikonöl verbesserte effektiv die Hydrophobizität, die Anti-Fouling und die schleppende reduzierende Eigenschaften der Epoxidbeschichtung gleichzeitig gleichzeitig eine gute Adhäsion am Substrat.

4. Anwendungen im Baubereich

Epoxy resin, with its excellent impermeability, durability, and dense adhesion, is increasingly used in construction projects, mainly as a structural adhesive for concrete structure secondary structure planting bars, repairing damaged areas such as concrete holes, honeycombs, and exposed bars, repairing cracks, as well as bonding steel structures and repairing and reinforcing interfaces such as underground pipelines and dam foundations, and sealing and Antikorrosion. Es wird auch zur Wasserdichtung, Antikorrosion und Feuchtigkeitssicherung von Schwimmbädern, Innen- und Außenwänden von Gebäuden sowie anderen Reparaturarbeiten verwendet. Epoxidharz -strukturelle Klebstoffe haben jedoch Defekte wie geringe Festigkeit, hohe Sprödigkeit, niedrig elastische Modul, leichtes Risse und niedrige Zugfestigkeit, die eine Modifikation des Strukturklebers des Epoxidharzes erfordern. Forscher in China modifizierten Epoxidharz durch Zugabe von Nano-Kalcium-Carbonat- und Siliziummikropowder und testeten die Zug-, Druck- und Durchflusseigenschaften des modifizierten Epoxidharzes. Die Ergebnisse zeigten, dass das modifizierte Epoxidharz gute mechanische Eigenschaften aufwies, und eine geringe Menge an Nanokalcium-Carbonat könnte seine Zugleistung signifikant verbessern, während ein Siliziummikropulver seine Druckfestigkeit verbessern könnte.

Iv. Abschluss

Epoxidharz, aufgrund seiner ausgezeichneten mechanischen, elektrischen, thermischen und wärmer resistenten Eigenschaften sowie einer guten Haftung, wird in verschiedenen Bereichen der chinesischen Branche mit großartigen Anwendungsaussichten und breitem Marktpotential häufig eingesetzt. Mit der raschen Entwicklung von Wissenschaft und Technologie haben Bereiche wie Luft- und Raumfahrt, Marine und Elektronik höhere Anforderungen für die umfassende Leistung von Epoxidharz vorgestellt. Das Modifizieren von Epoxidharz kann seine Zähigkeit, Korrosionsbeständigkeit, thermische Stabilität, Flammenhemmung und Verschleißfestigkeit optimieren und verbessern und die Anforderungen der sozialen Entwicklung besser erfüllen.

Zu den innovativen Forschungs- und Entwicklungsleistungen von Yinsu Flame Resparedant auf dem Gebiet des Epoxidharzes gehören eine Vielzahl von Lösungen wie bromiertes Epoxidhöhlen, Epoxidharz -Rot -Phosphor -Paste und Brom -Antimonflammflammenthemmzug. Diese hocheffizienten Flammschutzmittel bieten nicht nur hervorragende Flammhemmungseigenschaften, sondern verbessern auch die Verarbeitbarkeit und die hohe Temperaturresistenz von Epoxidharz und sind in der Elektronik-, Elektro- und anderen hochdarstellenden Feldern weit verbreitet. Wir setzen uns dafür ein, Kunden maßgeschneiderte Flammschutzlösungen zur Verfügung zu stellen, um die Produktsicherheit und die Wettbewerbsfähigkeit der Markteingaben zu verbessern.