增韧剂(toughener)是指能增加胶黏剂膜层柔韧性的物质。某些热固性树脂胶黏剂,如环氧树脂、酚醛树脂和不饱和聚酯树脂胶黏剂固化后伸长率低,脆性较大,当粘接部位承受外力时很容易产生裂纹,并迅速扩展,导致胶层开裂,不耐疲劳,不能作为结构粘接之用。
技术知识

增韧剂对灌封胶粘接性能的影响有哪些

由于环氧树脂具有优异的电绝缘性、耐热、耐腐蚀、机械性能和电性能,且尺寸稳定、密封性好,被广泛应用于电子互感器、变压器等电器的浇铸、电子电器的灌封。尤其是近十年来环氧灌封材料的应用越来越广泛,为了满足未来航空、电子等高技术领域对灌封器件的高性能化、封装技术的高密度化的,对灌封材料也提出了... 详情点击>>

增韧剂
增韧机理

不同类型的增韧剂,有着不同的增韧机理。液体聚硫橡胶可与环氧树脂反应,引入一部分柔性链段,降低环氧树脂模量,提高了韧性,却牺牲了耐热性。液体丁腈橡胶作为环氧树脂的增韧剂,室温固化时几乎无增韧效果,粘接强度反而下降;只有中高温固化体系,增韧与粘接效果较明显。端羧基液体丁腈橡胶增韧环氧树脂,固化前相容,固化后分相,形成“海岛结构”,既能吸收冲击能量,又基本不降低耐热性。T一99多功能环氧固化剂固化环氧树脂使交联结构中引进了柔性链段,不产生分相结构,在提高韧性的同时基本不降低耐热性。

热塑性树脂连续贯穿于环氧树脂网络中,形成半互穿网络型聚合物,致使环氧树脂固化物韧性提高。

纳米粒子尺寸为1~100nm,具有极大的比表面积,表面原子又有极高的不饱和性,因此表面活性非常大。环氧基团在界面上与纳米粒子形成远大于范德华力的作用,能很好地引发微裂纹,吸收能量。纳米SiO2和纳米黏土既能引发银纹,又能终止裂纹。同时,纳米粒子具有很强的刚性,裂纹在扩展时遇到纳米粒子发生箨向或偏转,吸收能量而达到增韧目的。另外,纳米粒子与树脂具有良好的相容性,使基体对冲击能量的分散能力和吸收能力提高,导致韧性增大。

选用原则

1、环氧树脂胶黏剂用选用羧基液体丁腈橡胶、端羧基液体丁腈橡胶、聚硫橡胶、液体硅橡胶、聚醚、聚砜、聚酰亚胺、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛等;

2、酚醛树脂胶黏剂可选用羧基丁腈橡胶、液体丁腈橡胶、聚乙烯醇缩丁醛、聚醚砜、聚苯醚酮。水溶性酚醛树脂以羧基丁腈胶乳、聚乙烯醇作增韧剂。

3、快固丙烯酸酯结构胶黏剂常选用丙烯酸酯橡胶、羧基丁腈橡胶、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯、ABS树脂等;

4、α-氰基丙烯酸酯胶黏剂宜选用丙烯酸酯橡胶、ABS、SBS、SEBS等;

5、不饱和聚酯树脂胶黏剂宜选用液体丁腈橡胶、聚乙烯醇缩丁醛、聚醋酸乙烯等;

6、脲醛树脂胶黏剂可选用聚醋酸乙烯乳液、聚乙烯醇等。

发展概况

当前开发增韧剂的主要日的是为了改善硬聚氯乙烯的脆性。世界上硬聚氯乙烯用量的不断增长与增韧剂、加工改性剂的日益开发有密切的关系。以美国为例,1965年时聚氯乙烯中硬质的占10%,1970年时升为20%,到1975年占40%,1980年超过50%,预计到2000年时将达75%。不加增塑剂的聚氯乙烯在40℃以下时就呈脆性,而且在加入较少增塑剂时,不仅不能增韧反而促使其脆性,这就是所谓的反增塑效应,因此不加适当增韧剂的硬聚氯乙烯没有很大的实用价值。早期增韧聚氯乙烯的办法是通过共聚让聚氯乙烯内增塑,但此法不仅昂贵而且效果不佳。不久发现添加某些弹性体可以降低聚氯乙烯的脆化温度,最常用的添加剂是二烯烃或丙烯酸聚合物,特别是含丁二烯的聚合物由于其玻璃化温度低而具有最好的增韧性,例如ABS,MBS是聚氯乙烯最常用的主要增韧剂。此外,0PE和EVAJ,各类橡胶、丙烯酸酯聚合物及表面用硬脂酸涂过的碳酸钙等也是聚氯乙烯的有效增韧剂。

增韧分类

增韧剂可分为橡胶类增韧剂和热塑性弹性体类增韧剂:

(1)橡胶类增韧剂 该类增韧剂的品种主要有液体聚硫橡胶、液体聚丁二烯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶及丁苯橡胶等。

(2)热塑性弹性体 热塑性弹性体是一类在常温下显示橡胶弹性、在高温下又能塑化成型的合成材料。因此,这类聚合物兼有橡胶和热塑性塑料的特点,它既可以作为复合材料的增韧剂,又可以作为复合材料的基体材料。这类材料主要包括聚氨酯类、苯乙烯类、聚烯烃类、聚酯类、间规1,2-聚丁二烯类和聚酰胺类等产品,目前作为复合材料的增韧剂用得较多的是苯乙烯类和聚烯烃类。

(3)其它增韧剂 适用于复合材料的其它增韧剂还有低分子聚酰胺和低分子的非活性增韧剂,如苯二甲酸酯类。对于非活性的增韧剂也可称为增塑剂,它不参与树脂的固化反应。

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郑州博凯利生态工程有限公司

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武汉森茂精细化工

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