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【環(huán)氧UV膠】選擇環(huán)氧膠粘劑時(shí),應(yīng)注意玻璃化溫度的5個(gè)重要原因 本文標(biāo)簽:環(huán)氧樹脂,環(huán)氧UV膠,環(huán)氧膠黏劑,環(huán)氧的TG點(diǎn) 與熱熔性粘合劑等熱塑性替代品不同,固化…
【環(huán)氧UV膠】選擇環(huán)氧膠粘劑時(shí),應(yīng)注意玻璃化溫度的5個(gè)重要原因
本文標(biāo)簽:環(huán)氧樹脂,環(huán)氧UV膠,環(huán)氧膠黏劑,環(huán)氧的TG點(diǎn)
與熱熔性粘合劑等熱塑性替代品不同,固化的熱固性環(huán)氧樹脂在加熱時(shí)不會(huì)再流動(dòng)或熔化。相反,環(huán)氧樹脂將經(jīng)歷從硬質(zhì)剛性狀態(tài)向更柔韌,橡膠狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。發(fā)生這種轉(zhuǎn)變的溫度范圍稱為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度T g。
盡管環(huán)氧樹脂(或任何其他熱固性粘合劑)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度通常報(bào)告為單一值,但實(shí)際上是一個(gè)范圍。所呈現(xiàn)的值通常是該轉(zhuǎn)變溫度范圍的中點(diǎn)。
通過考慮聚合物分子隨溫度的遷移率的變化,可以在分子水平上理解玻璃化轉(zhuǎn)變。在較低溫度下,聚合物分子以結(jié)晶型排列組織。這種結(jié)構(gòu)通常被稱為“玻璃態(tài)”。在這種狀態(tài)下,分子被鎖定到位并且只能在適當(dāng)?shù)奈恢谜駝?dòng)。在更高的溫度下,分子的移動(dòng)性增加并且它們能夠更自由地移動(dòng)。這導(dǎo)致材料的剛性損失和逐漸軟化成柔韌和橡膠狀態(tài)。
1.材料的物理性質(zhì)直接受Tg以上和以下的偏差影響。
在低于和高于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的材料的物理性質(zhì)發(fā)生顯著變化。盡管有這些重大變化,但過渡不能歸類為相變。環(huán)氧樹脂的性能通常在高于 T g的溫度下惡化。在 T g 以上觀察到的物理變化 通常是可逆的,只要高于 T g 的偏移 在時(shí)間和溫度上受到限制。一旦溫度低于 T g,聚合物將恢復(fù)其原始狀態(tài)。 然而,長(zhǎng)時(shí)間暴露于高于 T g的溫度可能對(duì)聚合物性質(zhì)具有永久影響。
由于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上性質(zhì)的明顯變化, T g? 被認(rèn)為是高溫下環(huán)氧樹脂可靠性的一個(gè)非常有用的尺度。在為高溫應(yīng)用選擇環(huán)氧樹脂時(shí), T g? 通常是要考慮的主要特性。
如上所述,重要的是仔細(xì)選擇具有合適 T g? 值的環(huán)氧樹脂用于所提出的應(yīng)用以優(yōu)化性能。在高于 T g的 溫度下物理性質(zhì)的變化可能很大。
熱膨脹系數(shù) 比 T g高3-5倍。這意味著由于溫度變化,固體材料將膨脹或收縮得更多,導(dǎo)致粘合部件上的熱誘導(dǎo)應(yīng)力更高。
2.粘合強(qiáng)度受到影響,我們?cè)诖罱蛹羟薪Y(jié)果中看到了這一點(diǎn)。這將影響粘合劑的最終性能。
隨著聚合物鏈在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上變得更具活動(dòng)性,聚合物保持強(qiáng)聚合物鍵的能力也降低。這 對(duì)粘合劑體系的搭接剪切強(qiáng)度具有顯著影響? 。
3.粘合劑和粘合劑的硬度受到影響。這可能導(dǎo)致失效模式,例如高內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生,這導(dǎo)致可見的壓力釋放跡象,通常被視為裂縫,破裂或裂縫。
當(dāng)環(huán)氧樹脂的溫度升高到其 T g 以上時(shí),? 儲(chǔ)能模量 表示從剛性狀態(tài)到柔順狀態(tài)的變化。高儲(chǔ)能模量導(dǎo)致高剛度,這相當(dāng)于低應(yīng)變時(shí)的伸長(zhǎng)百分比和差的能量耗散。
4.在高于Tg的偏移下的拉伸強(qiáng)度損失。
在高于 T g的溫度下,粘合劑開始軟化并失去一些? 拉伸強(qiáng)度。在 T g 以上的短暫溫度偏移 不會(huì)永久地改變材料的物理性質(zhì)。隨著材料返回到較低溫度,其強(qiáng)度分布得以恢復(fù)。
較高T g的? 環(huán)氧樹脂往往非常堅(jiān)硬,這使得它們不適合某些應(yīng)用。例如,低溫應(yīng)用可能需要低T g? 環(huán)氧樹脂以確保材料在典型的操作溫度下不會(huì)太脆。
5.加工會(huì)影響Tg并改變后續(xù)的物理性質(zhì)。
此外,如果環(huán)氧樹脂應(yīng)用涉及在 T g 以上短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行嚴(yán)格的熱循環(huán),則更靈活,更低的 T g? 環(huán)氧樹脂可能是正確的選擇。較低的 T g? 環(huán)氧樹脂通常表現(xiàn)出較高的柔韌性。在低溫或室溫下固化導(dǎo)致 給定環(huán)氧體系的最低可能 T g 。
T g? 不僅取決于環(huán)氧樹脂的化學(xué)結(jié)構(gòu),還取決于固化條件,如時(shí)間,溫度,加熱的特定響應(yīng),施加的負(fù)載量,取向度,測(cè)試速率,硬化劑類型和程度治愈
?通過室溫固化無法實(shí)現(xiàn)非常高的T g值。在較高溫度下固化相同的材料將導(dǎo)致更高的T g。在許多粘合劑表中,T g? 被指定為參數(shù)以及固化時(shí)間表。作為一般規(guī)則,環(huán)氧樹脂的T g? 不能顯著高于固化過程中達(dá)到的最高溫度。
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如何 測(cè)量T g?
?可以通過觀察材料的物理性質(zhì)隨溫度的變化來測(cè)量T g。這些特性包括熱容量,熱膨脹系數(shù)和剛度。 通常使用以下方法之一測(cè)量T g
差示掃描量熱法(DSC)
動(dòng)態(tài)機(jī)械分析儀(DMA)
差分熱機(jī)械分析儀(DTA)。
每種方法都測(cè)量不同的物理特性,這是轉(zhuǎn)變的特征。因此,每種方法產(chǎn)生略微不同的結(jié)果,從一種方法到另一種方法的變化范圍為5-30°C。
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