樹脂、膠粘劑固化的動力學過程研究-在線黏度測量方法
樹脂、膠粘劑固化的的動力學研究,可以用來尋找合適的原料、改進配方、確定最佳的施工工藝和條件,為噴涂、印刷、涂布、施膠、粘接、模壓、預浸等過程提供最佳工藝條件的優(yōu)化數(shù)據(jù)。
以樹脂、膠粘劑固化是與樹脂、膠粘劑發(fā)生化學反應,形成網(wǎng)狀立體聚合物,使線型樹脂變成堅韌的體型結(jié)構(gòu)。
樹脂、膠粘劑固化的三個階段:
液體-操作時間
操作時間(也是工作時間或使用期)是固化時間的一部份,混合之后,樹脂/固化劑混合物仍然是液體和可以工作及適合應用。為了保證可靠的粘接,全部施工和定位工作應該在固化操作時間內(nèi)做好。
凝膠-進入固化
混合物開始進入固化相(也稱作熟化階段),這時它開始凝膠或“突變”。這時的樹脂、膠粘劑沒有長時間的工作可能,也將失去粘性。在這個階段不能對其進行任何干擾。它將變成硬橡膠似的軟凝膠物,用大拇指將能壓得動它。因為這時混合物只是局部固化,新使用的樹脂、膠粘劑仍然能與它化學鏈接,因此該未處理的表面仍然可以進行粘接或反應,接近固化的混合物這些能力在減小。
固體或彈性體-最終固化
樹脂、膠粘劑混合物達到固化變成固體階段,這時能砂磨及整型。這時用大拇指已壓不動它或變成彈性體,在這時樹脂、膠粘劑約有90%的最終反應強度,因此可以除去固定夾件,將它放在室溫下維持若干時間使它繼續(xù)固化。
固化反應一般都是放熱反應。
對于該類過程的連續(xù)在線測量有人做過很多嘗試,有用基于折射率變化的復合材料固化在線監(jiān)測研究、超聲波實時監(jiān)測乙烯基酯樹脂固化反應過程、動態(tài)DSC法研究BMI改性酚醛樹脂固化反應動力學、動態(tài)扭振法在樹脂固化研究中的最新應用等等,這些嘗試有些不是現(xiàn)有的商品儀器,有些不是在線連續(xù)測量,很難用于實際的測量,本人使用Rheonics SRV在線黏度計進行了固化過程的在線黏度測量,對固化過程的動力學進行量化研究和表征。
實驗方法:準備兩份同樣量的樹脂,加入同樣比例的填料,再加入不同比例的交聯(lián)劑,經(jīng)過同樣的混合、攪拌攪拌后,將在線黏度計的探頭插入樹脂,用電腦采集在線溫度和黏度數(shù)據(jù),采樣頻率為1秒,得到兩條過程曲線,測量時停止攪拌,不擾動物料。
可以看到兩種配方的不同固化過程曲線,溫度曲線很接近,但在線黏度就有明顯差異。經(jīng)去除溫度并局部放大,可以得到合適的施工臨界黏度和時間。
為了便于比較分析,我們將數(shù)據(jù)進行按從黏度最低點為起始點,放入同一時間、黏度坐標體系下,得到以下曲線。
將該過程根據(jù)黏度值分成四個階段,用折線來表征整個過程并計算黏度增長斜率。
階段過程 | 黏度增長斜率配方1 | 黏度增長斜率配方2 |
階段1 | 0.173 | 0.232 |
階段2 | 0.819 | 0.707 |
階段3 | 1.640 | 1.252 |
階段4 | 1.670 | 1.414 |
整體 | 1.113 | 0.833 |
從以上數(shù)據(jù)可以看到,加入不同比例的交聯(lián)劑會導致不同的固化過程,施工時間和固化過程時間也會不同,這樣為下一步深入優(yōu)化配方和施工工藝提供了第一手的實測數(shù)據(jù)。更多濾芯膠請訪問s1l6e.cn
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