Реакция отверждения между циклоалифатическими эпоксидными смолами и аминами

Как мы все знаем, циклоалифатическая эпоксидная смола обладает характеристиками низкой вязкости, низкого галогена, высокой прозрачности, низкой усадки и т. Д. При использовании с родственными отвердителями отверждаемый продукт имеет высокую Tg, высокую термостойкость, высокую прочность и сопротивление пожелтению и другим свойствам. Поэтому он широко используется в электроизоляции, полупроводниковой упаковке, производстве присадок для 3D-печати, светоотверждаемых чернилах/красках, композитных материалах и других областях.

В последние годы мы провели много исследований в области термического отверждения и светового отверждения циклоалифатических эпоксидных смол и предоставили много технической поддержки для последующих применений продуктов клиентов. В этом процессе многие клиенты очень заинтересованы в том, могут ли циклоалифатические эпоксидные смолы быть отверждены аминами и их практической ценности применения. Поэтому мы провели некоторые эксперименты по этому вопросу, и теперь пользуемся этой возможностью, чтобы поделиться им со всеми.

Можно ли вылечить циклоалифатические эпоксидные смолы аминами?

Химическая структура циклоалифатических эпоксидных смол и эпоксидных смол бисфенола А определяет, что они имеют различия в типе реакции с отвердителями. Когда амин используется в качестве отвердителя, скорость реакции циклоалифатических эпоксидных смол намного медленнее, чем у эпоксидных смол бисфенола А. Это связано с тем, что терминальная эпоксидная группа (эпоксидный этан) и внутренняя эпоксидная группа циклоалифатических эпоксидных соединений имеют очевидные различия в стереоструктуре, и это различие оказывает большое влияние на их реакционную активность. Как показано на рисунке 1 ниже, во внутренних эпоксидных соединениях, представленных эпоксидным этиленоксидом, четыре атома углерода в C6, C1, C2 и C3 находятся в одной плоскости, а два атома углерода C4 и C5 находятся на обратной стороне эпоксидной группы, Выступающий из верхней и нижней плоскостей C6-C3 плоскости. Следовательно, по сравнению с атомами углерода концевой эпоксидной группы, C1 и C2 подвержены очень большим стерическим препятствиям, что приводит к гораздо более низкой реакционной активности, чем реакционная активность концевой эпоксидной группы.

Диаграмма 1

Для дальнейшего изучения аминового отверждения циклоалифатических эпоксидных смол мы выбрали основную циклоалифатическую эпоксидную смолу TTA21P компании Jiangsu Tetra и две обычные амины для соответствующих экспериментов.

Реакция отверждения циклоалифатического TTA21P и IPDA:

Реакция отверждения циклоалифатических TTA21P и D230:

После множества экспериментов мы обобщили соответствующие выводы, чтобы заложить основу для применения циклоалифатических эпоксидных смол в будущем.

• Циклоалифатическая эпоксидная смола TTA21P может реагировать с IPDA или D230, но для полной реакции требуется более высокая температура.

• В реакции циклоалифатической эпоксидной смолы TTA21P с IPDA или D230, комплекс трифторида бора используется в качестве промотора для продвижения полной реакции циклоалифатической эпоксидной смолы TTA21P с IPDA, что может снизить температуру и время отверждения.

• Циклоалифатические эпоксидные смолы нелегко вылечить аминами, но это не значит, что их нельзя вылечить. Реакция требует высокой температуры и длительного отверждения, но это не имеет практического значения. Комплекс трифторида бора, как катионный катализатор полимеризации для эпоксидных групп, может индуцировать большое количество тепловыделения во время отверждения, в результате чего внутренняя температура системы будет очень высокой в течение короткого времени. Таким образом, путем включения комплексов трифторида бора в систему, высокотемпературное и кратковременное отверждение может быть достигнуто для реакции циклоалифатических эпоксидных смол с аминами.