环氧树脂加热固化(环氧树脂化学过程与现象——环氧树脂固化阶段)

Posted 2023-06-02

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环氧树脂加热固化(环氧树脂化学过程与现象——环氧树脂固化阶段)

环氧树脂与固化剂的混合是一种化学反应，它将液体化合物转变成固体。这个转变所需的时间是固化时间。环氧树脂这个固化过程，由液体阶段，到凝胶阶段，最后作用成固体阶段（图1）

固化：混合的环氧树脂由液体阶段，到凝胶阶段，最后作用成固体阶段。

1、液体-操作时间。操作时间（也是工作时间或使用期）是固化时间的一部份，混合之后，树脂/固化剂混合物仍然是液体和可以工作及适合应用。为了保证可靠的粘接，全部施工和定位工作应该在固化操作时间内做好。

2、凝胶-进入固化。混合物开始进入固化相（也称作熟化阶段），这时它开始凝胶或 “突变”。这时的环氧没有长时间的工作可能，也将失去粘性。在这个阶段不能对其进行任何干扰。它将变成硬橡胶似的软凝胶物，你用大姆指将能压得动它。因为这时混合物只是局部固化，新使用的环氧树脂仍然能与它化学链接，因此该未处理的表面仍然可以进行粘接或反应。无论如何，接近固化的混合物这些能力在减小。

3、固体-最终固化。环氧混合物达到固化变成固体阶段，这时能砂磨及整型。这时你用大姆指已压不动它，在这时环氧树脂约有90%的最终反应强度，因此可以除去固定夹件，将它放在室温下维持若干天使它继续固化。这时新使用的环氧树脂不能与它进行化学链接，因此该环氧表面必须适当地进行预处理如打磨，才能得到好的粘接机械强度。

理解固化时间

环氧反应的操作时间和固化时间对建筑和修补工作影响很大。操作时间支配混合、应用、修正、成型、装配和紧固所需时间。固化时间指挥你必须等待多少时间才能除去紧固夹具，或何时才能打磨，或对该对象进行下一步的工序。二个因素决定环氧混合物的操作时间和固化时间——固化剂固化速度和环氧温度。

固化速度

每种固化剂具有理想的固化温度范围。在任一给定的温度，每个树脂/固化剂混合物在不同的范围内，将通过一些固化阶段。选择固化剂使之适用你的工作温度和工作条件所需的操作时间。使用期是一个为了比较不同固化剂的固化速率的指标。它是特定树脂/固化剂混合量、在特定温度下为液体的总的时间。（100 克混合物，在标准状态，72F 时）因此使用期是一种在特定质量（体积）状态下所测定的固化速率。一个固化剂的操作时间比使用期短得多。

环氧温度

固化环氧的加热温度它与固化速度有关（图 1），环氧固化的温度取决于环境温度及固化产生的放热温度。环境温度是与环氧接触的空气或物质的温度。环境温度中最常见的就是空气温度，此外就是环氧应用到的表面所具有的温度。当这些场合温度高时，环氧固化就快。

放热是由于环氧固化反应所产生。这个热量的大小取决于混合的环氧浓度或暴露的表面积。在浓度大时产生的热量多，原因是反应速度大，产生热量快。在这个放热反应过程中，混合容器形状和混合物质量具有极大的影响。在一塑料杯中使环氧（8 盎斯或更多）固化，当搅拌混合物时产生的热量会使杯子熔化和灼伤你的皮肤。无论如何，如果一些质量散布到一个薄层上，热量能很快消失。环氧固化时间是取决于环境温度。固化环氧的厚薄对放热有一定影响。

控制固化时间

在加热状态如果有可能使用一慢速固化剂。当使用快速固化剂时混料量要小些或将混合物倒到一大的表面积容器中，以允许放热得到消散和延长操作时间。混合以后尽快把混合物转移或用完，将有利於使用期的延长。

在冷固化状态使用一快速固化剂或使用补充加热使环氧温度大于这固化剂推荐的使用温度范围。在混合或使用时可使用热空气枪、加热灯或其它加热源使树脂/固化剂加热。这样可以加快固化速度。

注意! 加热环氧不能使其凝胶，只是降低它的粘度，使它更容易在垂直面上流动或下降。另外，使用加热的环氧到一多孔的底层（软木或低密度芯材）可以引起底层“脱泡”作用，将由空气形成的泡排除。为了得到脱泡，可以在环氧凝胶之前将它加热到 120F （49℃）。无论如何控制应用时的固化时间、步骤能由你的混合环氧操作时间和固化时间来进行。

配方和混合仔细计量环氧树脂和固化剂，通过混合对适当的固化是很重要的。当树脂/固化剂混合物应用于诸如涂料或浇注料，或添加剂改性时，做好以下几点将保证得到高强度的环氧固化物。

配方

配方就是将树脂和固化剂按适当的比例放在干净的塑料、金属或无蜡纸容器中（图 2）。不要使用玻璃或泡沫容器，以免放热造成潜在危险。

不能试图用改变混合比来调节环氧固化时间。一个正确的比例是合适的固化基础和能完全开发出其物理性能。

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