关于树脂结晶问题
金秋十月,马上再过一两个月便会迎来冬天。一旦入冬,随着气温不断降低,环氧树脂及环氧胶黏剂、涂料等产品经常会出现未加固化剂就出现凝固或者颗粒的现象。而出现这种情况基本是环氧树脂结晶造成的。
结晶过程通常表现为浑浊(cloudiness),自由漂浮的晶粒,晶群,或者一个完全凝固体这个过程和我们日常家里蜂蜜结晶是一样的。
在所有的树脂和固化剂中,都有发生结晶现象的可能性。这是物质从液体状向固体结晶态的转变,对于产品本身的化学特性并没有任何影响。
△结晶问题
环氧树脂作为应用范围最广的合成树脂之一,也是出现结晶现象最多的树脂。是什么原因造成环氧树脂结晶呢?如何解决树脂结晶问题呢?针对这些问题我们进行了汇总:
环氧树脂的结晶原因
在常温条件下,液体双酚A环氧树脂和液体双酚F环氧树脂,都是过冷液体。也就是说,它们在常温下本该是固体,但通常在其凝固温度下保持液体状态。
在技术角度来说,液体双酚A环氧的凝固点/熔点温度是45-50℃,液体双酚F环氧树脂是80-85℃。它们过于过冷态是因为,在常温下,“晶体”不易形成,而“晶种”是发生凝固的必要条件,这就导致了结晶过程非常缓慢,从而呈现液体状态。当温度降低时,分子链活跃度降低,容易形成“晶种”,就会出现相的转变,出现结晶甚至凝固的现象。
诱发结晶的因素有:
1、环境温度在0-15℃,环氧树脂在10℃的环境中,结晶速度最快。
2、树脂纯度高:环氧树脂的氯含量越低,分子量分布越窄,纯度越高者,越容易结晶。
3、低粘度:粘度越低、结晶化速度越快。
4、一些稀释剂特别容易让环氧树脂结晶,例如:BGE(丁基缩水甘油醚)
5、杂质影响,灰尘也可能成为环氧树脂结晶的晶核,诱发结晶;填充料也有可能在加速环氧树脂的结晶。
6、超低温(-40℃):尽管低温会使分子链运动减慢,从而组织结晶过程,但一旦“晶种”形成,超低温(-40℃)会加速结晶形成,如果温度足够低,树脂会自动发生结晶。
7、温度循环:白天和晚上的温差变化,会引发和加速结晶过程。体系温度升高,分子链运动能力加强,使得液体环氧树脂分子在“晶种”附近发生取向排列,接着将该体系至于低温环境,取向排列过程会加速进行。结晶过程一旦启动,就会一直发生直到形成一块固体。
如何避免环氧树脂结晶
--控制环氧树脂储存温度,确保温度在15℃以上。
--体系添加双酚F型环氧树脂会有效降低结晶现象的发生,对性能也不会产生影响,而且双酚F型环氧树脂的物性要优于双酚A型环氧树脂。
--使用低结晶双酚A型环氧树脂,缺点是黏度略高。