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酚醛胺是指胺與酚及醛發(fā)生曼尼期反應(yīng)的產(chǎn)物，由于反應(yīng)生成物的分子結(jié)構(gòu)里含有酚羥基、氨基(—NH2)、仲氨基(—NH—)，使得該類固化劑具有固化速度快、可在低溫、潮濕或水下固化的特點(diǎn)。環(huán)氧云鐵防銹漆用什么作固化劑根據(jù)胺、酚、醛的種類不同、反應(yīng)物配比不同、工藝路線不同，反應(yīng)條件不同、反應(yīng)終點(diǎn)控制不同，可以制造一系列不同的改性胺固化劑，使其與環(huán)氧樹脂固化后表現(xiàn)出不同的性能特點(diǎn)[1，2]。目前在環(huán)氧樹脂建筑結(jié)構(gòu)膠市場中，市售的T-31固化劑一般是以苯酚、甲醛、低分子胺乙二胺經(jīng)簡單的一步法反應(yīng)制得，因活性較高、價(jià)格相對(duì)較低而被大量使用。但隨著《建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50550—2010)的頒發(fā)，該類固化劑與環(huán)氧樹脂的固化產(chǎn)物脆性高、韌性差，綜合性能欠缺，難于滿足新的要求。為此，我們采用甲酚、乙醛和二乙烯三胺經(jīng)曼尼斯反應(yīng)合成一種低分子聚合物酚醛改性胺環(huán)氧固化劑，該固化劑具有粘度低，固化速度適中，固化物的耐熱性與力學(xué)性能良好，固化劑的性價(jià)比較高等優(yōu)點(diǎn)。因該自制的環(huán)氧固化劑中引入一些非活性的官能團(tuán)使固化體系表現(xiàn)出很好的堅(jiān)韌性，可作為建筑結(jié)構(gòu)膠使用。
采用不同的固化劑用量制作樹脂澆鑄體，常溫/24h+80℃/2h固化后，自然冷卻并測試其性能，結(jié)果見表5。
從表5中可以看出，澆鑄體的力學(xué)性能與固化劑的用量有一定的關(guān)系。隨著固化劑用量的增加，彎曲強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度均先升高后降低，這主要是因?yàn)殡S著固化劑用量的增加，有足夠的活潑氫與環(huán)氧基反應(yīng)，固化反應(yīng)比較充分完全，能很好地形成三維立體結(jié)構(gòu)，從而使得力學(xué)性能表現(xiàn)越來越好。但當(dāng)固化劑的用量達(dá)到理論量的時(shí)候，再增加其用量，反而使得力學(xué)性能下降，這是因?yàn)榛顫姎溥^量，沒有足夠的環(huán)氧基與之反應(yīng)，使得過量的固化劑殘留在固化體系中，體系的交聯(lián)密度不足，從而使得力學(xué)性能下降，而斷裂伸長率得到提高，可能是過量的固化劑在體系中起到增韌的作用。從熱失重曲線圖上可以看出，質(zhì)量比為100∶30時(shí)Tg為268.4℃，100∶35時(shí)Tg達(dá)到最高為280.3℃，而100∶40時(shí)Tg為274.2℃且該熱失重曲線始終不斷下降，表明不斷有小分子釋放出來，這是固化劑過量的緣故。故理想的質(zhì)量比為100∶35，這與理論當(dāng)量配比相吻合。
2.5固化時(shí)間對(duì)澆鑄體性能的影響
按m(環(huán)氧樹脂E-51)∶m(自制固化劑)=100∶35混合均勻后，探討室溫下固化時(shí)間對(duì)澆鑄體力學(xué)性能的影響。結(jié)果見表6。
由表6可知，隨著固化時(shí)間的延長，拉伸強(qiáng)度和延伸率逐漸降低。當(dāng)固化時(shí)間為3d時(shí)，由固化度可知固化體系還沒有完全固化，未參與固化的部分起到增韌劑的作用，因此拉伸強(qiáng)度和延伸率較大。隨著時(shí)間的推移，交聯(lián)密度不斷提高，應(yīng)力也隨之變大，從而導(dǎo)致拉伸強(qiáng)度和延伸率下降。當(dāng)固化時(shí)間達(dá)到7d時(shí)，趨于穩(wěn)定，再延長固化時(shí)間，性能已無明顯變化。其力學(xué)強(qiáng)度與模量均已達(dá)到最大，但在此條件下延伸率仍然有2%左右，表明該體系具有較好的柔韌性。
2.6拉伸斷裂面形貌分析[7]
圖3為不同固化體系拉伸斷裂面的SEM形貌。
由圖3可以看出，自制固化劑固化體系比T-31固化體系的拉伸斷裂面裂紋擴(kuò)展更加明顯，裂紋有更多分支，應(yīng)力分散程度提高，斷裂面粗糙且裂紋被拉起形成凹凸不平的表面，這有利于受力時(shí)吸收更多的能量，起到分散、緩沖應(yīng)力的作用，從而使體系有很好的抗開裂能力和韌性，這與自制固化劑固化體系具有較大的斷裂伸長率相一致。而T-31固化體系裂紋擴(kuò)展不是很明顯，這是因?yàn)槭惺鄣腡-31固化劑一般是以苯酚、甲醛、乙二胺經(jīng)簡單的一步法反應(yīng)制得，活性相對(duì)較高，與環(huán)氧樹脂的交聯(lián)密度大，應(yīng)力相對(duì)集中，當(dāng)受到外力時(shí)不能有效抵抗體系的抗開裂能力，裂紋在斷裂處終止，呈現(xiàn)脆性斷裂形貌。
