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241緒論1.1環(huán)氧樹(shù)脂的應(yīng)用領(lǐng)域及其國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀1.1.1環(huán)氧樹(shù)脂國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀如今國(guó)際環(huán)氧樹(shù)脂發(fā)展向精準(zhǔn)化、系統(tǒng)化、專一化、匹配化方向發(fā)展。在這方面有幾家公司做得很好在國(guó)外,主要體現(xiàn)是:(1)想要機(jī)械性能,電性能等就越高,就越需要窄的分子量分布。日本東化成開(kāi)發(fā)出一種蒸餾產(chǎn)物CYD-8125;(2)純度高:環(huán)氧樹(shù)脂的副產(chǎn)物和其他雜質(zhì)不僅改變了樹(shù)脂的官能度且對(duì)樹(shù)脂的電性能損害非常大?,F(xiàn)如今國(guó)際化研發(fā)的PEO:水解后的產(chǎn)品、未閉環(huán)的副產(chǎn)品與不可閉環(huán)產(chǎn)生的副產(chǎn)品含量較低,已經(jīng)可以<100ppm,Na+、氯離子的含量也不高,已經(jīng)是<100ppm,溶劑和其余的雜質(zhì)含量不是很高。(3)色澤淡:因?yàn)閲?guó)際上利用表靠前的合成工藝和設(shè)備,樹(shù)脂顏色非常淡。當(dāng)前所有國(guó)家環(huán)氧樹(shù)脂的生產(chǎn)能力一共約150萬(wàn)噸/年,環(huán)氧樹(shù)脂的生產(chǎn)和消費(fèi)大多數(shù)都在中國(guó),美國(guó),日本。以上3個(gè)國(guó)家和地區(qū)約產(chǎn)100噸/年,占大約世界總生產(chǎn)能力的70%。20年世界90年代以來(lái),世界已經(jīng)經(jīng)歷了環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)的巨大改變,行業(yè)呈現(xiàn)以下幾種趨勢(shì);一是兼并很重組合轉(zhuǎn)讓繁忙。早先世界上環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)最多的仨公司,有大部分公司撤出環(huán)氧樹(shù)脂范疇,都吧營(yíng)業(yè)讓渡給別的企業(yè),目前,在新的環(huán)氧樹(shù)脂的世界三大公司的形成,排名第一的溶液的量是R公司,陶氏化學(xué)排名第二,第三是VANTICO公司。跟著最近幾年P(guān)EO產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)解與晉升,與國(guó)際接軌的趨勢(shì)需要已經(jīng)被我們國(guó)家慢慢接受,PEO業(yè)界的出產(chǎn)、研究、謀劃的單元在現(xiàn)咋的基礎(chǔ)上,加緊調(diào)節(jié),進(jìn)行環(huán)氧樹(shù)脂系統(tǒng)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。研究環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)分析方法是在表面涂層中找到許多新的應(yīng)[2]。夜光環(huán)氧樹(shù)脂板材料具有優(yōu)越的機(jī)械,熱和防腐特性理想適用于惡劣環(huán)境條件[3]。目前環(huán)氧樹(shù)脂的缺點(diǎn)樹(shù)脂沖擊強(qiáng)度差,高剛度和吸水性,現(xiàn)有硅化環(huán)氧樹(shù)脂的發(fā)展來(lái)克服,因?yàn)樗麄兌紱](méi)有作為耐腐蝕涂層[4]。現(xiàn)如今國(guó)際的PEO研究和應(yīng)用的意向如下:在涂料范疇,朝著高固含量與無(wú)溶劑化目標(biāo)前進(jìn)。美國(guó)環(huán)氧涂料比醇酸漆、丙烯酸漆很多,主要是使容器和密封,西歐最常用作飲料包裝,中國(guó)基本都使用再油漆和涂料。如今,國(guó)際上生產(chǎn)的純環(huán)氧涂料僅有2.7%,逐漸在降低,而環(huán)氧/聚酯混合的涂料已經(jīng)有約50%。另外,還有很多人使用的還有環(huán)氧/丙烯酸粉末涂料。從總體上看,低于50℃的常溫固化與高溫迅速固話將是環(huán)氧涂料的未來(lái)發(fā)展道路。在電子電氣、灌封包封料領(lǐng)域,正向阻燃、低吸濕、低粘度和高密度化方向發(fā)展。最近幾年,美國(guó)戰(zhàn)斗機(jī)已經(jīng)使用環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的二氨基二苯基砜固化二氨基二苯基甲烷四教師為主要原料。另外,中國(guó)上海和美國(guó)合資的MD-90雙噴氣式短艙壁板和其它飛機(jī)結(jié)構(gòu)部件是由英國(guó)韋斯特蘭大公司生產(chǎn)的碳纖維環(huán)氧復(fù)合材料產(chǎn)品。實(shí)踐表明,采用熱塑性樹(shù)脂改性后的環(huán)氧樹(shù)脂,它的綜合性能大大提高。1.1.2環(huán)氧樹(shù)脂國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀吳晗軒和朱傳芳等人研究以雙酚A和甲醛為基本原料,加入納米氧化硅,制備納米氧化硅改性酚醛樹(shù)脂預(yù)聚體,與環(huán)氧樹(shù)脂繼續(xù)共聚,得到納米氧化硅改性酚醛環(huán)氧樹(shù)脂。通過(guò)紅外光譜、粒徑分布儀、X射線衍射、掃描電鏡分析及涂膜性能測(cè)試,對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行研究和表征。結(jié)果表明:納米氧化硅均與分布在共聚物中,說(shuō)明納米氧化硅中的輕基參與了酚醛的共聚;納米氧化硅的加入對(duì)酚醛環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)并無(wú)太大影響。與未改性的酚醛環(huán)氧樹(shù)脂相比,納米氧化硅的加入可有效提高涂層的耐水煮、黃變、硬度、吸水率[5]。李麗汪小華用聚酞亞胺改性環(huán)氧樹(shù)脂是得到高性能環(huán)氧樹(shù)脂的有潛力途徑。介紹了2種合成聚酞亞胺改性環(huán)氧樹(shù)脂的方法:聚酞亞胺共混改性環(huán)氧樹(shù)脂和聚酞亞胺固化劑固化環(huán)氧樹(shù)脂,以及其樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)和性能,并對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行了展望[6]。李志宏等人,系統(tǒng)研究了含酚輕基有機(jī)烷氧基硅烷和間苯二酚/雙酚F共聚型環(huán)氧樹(shù)脂的合成工藝及其相應(yīng)改性固化物的性能。用RVIP、液質(zhì)聯(lián)用儀等對(duì)合成產(chǎn)物進(jìn)行了表征,并對(duì)固化物的性能進(jìn)行了測(cè)試,分析、評(píng)價(jià)了改性效果[7]。劉恒昌等人,采用化學(xué)方法,合成了一種主鏈中含有長(zhǎng)鏈脂肪鏈的聚氨酷型環(huán)氧樹(shù)脂。由于聚氨酷鏈段的引入,可顯著提高環(huán)氧樹(shù)脂的韌性同時(shí)該樹(shù)脂又具有低溫可降解性[8]。白云起雪里梅等人介紹了環(huán)氧樹(shù)脂的特性和環(huán)氧樹(shù)脂改性的主要趨勢(shì)一提高環(huán)氧樹(shù)脂的韌性,分別論述了橡膠類彈性體增韌環(huán)氧樹(shù)脂、熱塑性塑料增韌環(huán)氧樹(shù)脂、熱致液屏聚合物增韌環(huán)氧樹(shù)脂、柔性鏈段固化劑增韌環(huán)氧樹(shù)脂、無(wú)機(jī)納米材料改性環(huán)氧樹(shù)脂以及互穿網(wǎng)絡(luò)(甲八)結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹(shù)脂體系等環(huán)氧樹(shù)脂增韌改性的方法同時(shí),對(duì)聚氨酷的特性、用聚氨酷改性環(huán)氧樹(shù)脂的六種方法以及互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)技術(shù),進(jìn)行了較為詳細(xì)的介紹,并分析了改性環(huán)氧樹(shù)脂口前存在的技術(shù)問(wèn)題[9]。管艾榮采用最新發(fā)現(xiàn)的具有優(yōu)異負(fù)熱膨脹特性的ZrW20:材料和高導(dǎo)熱A1N材料作為增強(qiáng)相,與E-51型環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合,制備了ZrW20}/環(huán)氧樹(shù)脂、A1N/環(huán)氧樹(shù)脂和ZrW20}/A1N/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料,并對(duì)其力學(xué)性能、熱性能及電性能進(jìn)行了研究[10]。吳馮庹新海通過(guò)2步法合成出PPDA型多官能環(huán)氧樹(shù)脂TGPPDA,并對(duì)其鉆度、環(huán)氧值及揮發(fā)分進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果表明,合成的環(huán)氧樹(shù)脂TGPPDA為透明的黃褐色鉆稠液體,另外,利用商品化的TCDDM多官能環(huán)氧樹(shù)脂代替TGPPDA多官能環(huán)氧樹(shù)脂,制得了TMA環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑,并對(duì)其鉆度、凝膠化時(shí)間、接觸角、吸水性、介電性能及變溫拉伸剪切強(qiáng)度進(jìn)行了對(duì)比研究。結(jié)果表明,膠粘劑TPA的鉆度比TMA的小,具有更好的流動(dòng)性,更易涂膠,在應(yīng)用中工藝性更好;TPA的凝膠化時(shí)間比TMA的長(zhǎng),固化反應(yīng)速率適宜;在RT22℃的溫度內(nèi),TPA的粘接強(qiáng)度均比TMA的高;膠粘劑TPA與TMA的固化物均具有良好的疏水性與電氣性能[11]。孫俊認(rèn)為雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂因其具有良好的綜合性能和工藝性能,在工業(yè)各個(gè)領(lǐng)域獲得了非常廣泛的應(yīng)用,尤其在復(fù)合材料、膠粘劑制造中有著不可替代的作用。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大,改善環(huán)氧樹(shù)脂脆性和增強(qiáng)對(duì)非極性材料粘接性成為研究熱點(diǎn)。立足于從改變雙酚的取代基入手,合成了一種苯環(huán)上有取代基的雙酚類化合物,并將其用于合成新型的雙酚C型環(huán)氧樹(shù)脂。[12]水性環(huán)氧樹(shù)脂有效的避免了揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)的大量使用,具有明顯的環(huán)保特色和應(yīng)用價(jià)值,因此環(huán)氧樹(shù)脂的水性化及應(yīng)用研究成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。通過(guò)自乳化及外乳化兩種方法研究環(huán)氧樹(shù)脂的水性化及應(yīng)用[13]。董奇志多次采用正交實(shí)驗(yàn)法,系統(tǒng)地研究了低粘度液態(tài)雙酚F型和雙酚F/A共聚型環(huán)氧樹(shù)脂的合成工藝及合成工藝中諸因素對(duì)樹(shù)脂性能的影響,得到了雙酚F型和雙酚F/A共聚型環(huán)氧樹(shù)脂的最佳合成工藝條件[14]。喬餛采用苯并六元雜環(huán)和海島型增韌改性劑對(duì)多官能團(tuán)環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行改性,苯并六元雜環(huán)結(jié)構(gòu)能夠提高樹(shù)脂的耐熱性能,并且固化時(shí)沒(méi)有小分子放出,使樹(shù)脂結(jié)構(gòu)致密,海島型增韌成分和環(huán)氧樹(shù)脂固化后形成兩相結(jié)構(gòu),能夠鈍化和抑制裂紋的擴(kuò)展,起到提高環(huán)氧韌性的作用。經(jīng)過(guò)改性的高溫高韌環(huán)氧樹(shù)脂體系加工性能好,固化產(chǎn)物交聯(lián)密度高,力學(xué)性能好,拉伸強(qiáng)度為42.8MPa,模量為3.4GPa,斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到4.2%,耐熱性能好,與碳纖維和玻璃纖維能夠良好地結(jié)合并有效地傳遞載荷,CF增強(qiáng)改性環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度達(dá)到2500MPa以上,經(jīng)過(guò)16°C加熱3h后,仍能夠保持96%以上的強(qiáng)度,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為155.5°C,強(qiáng)度高,耐熱性能好[15]。袁林采用有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂方法,首先合成具有機(jī)和無(wú)機(jī)雙重性能的有機(jī)硅共聚物,然后對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行改性,提高環(huán)氧樹(shù)脂的柔韌性及耐熱、耐候、耐腐蝕等性能[16]。減天順對(duì)合成產(chǎn)物的固化過(guò)程進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)研究,運(yùn)用差示掃描量熱儀對(duì)水性環(huán)氧樹(shù)脂固化過(guò)程進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:與三乙烯二胺六水固化體系相比較,三乙烯四胺(TETA)的固化速率快于三乙烯二胺六水(TED)。固化劑用量均為15%時(shí),TED體系初始固化溫度為55°C,TETA固化體系的固化反應(yīng)的初始溫度降低到31°C,最大固化速率溫度相應(yīng)從115°C降低到102°C,完全固化溫度從186°C降低到165°C。當(dāng)PEG分子量從400增加到1000,水性環(huán)氧樹(shù)脂固化反應(yīng)的初始溫度從31°C增加到34°C,最大固化速率溫度相應(yīng)從102°C增加到106°C,最終固化溫度從165°C增加到172°C[17]。易金華以雙酚A聚醚多元醇為原料,在催化劑作用下與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng),合成了一種親水性環(huán)氧樹(shù)脂,通過(guò)正交試驗(yàn)優(yōu)選出親水性環(huán)氧樹(shù)脂的最佳合成條件,并對(duì)該親水性環(huán)氧樹(shù)脂的性能進(jìn)行了初步研究[3]。郭杰研究表明,三酚基甲烷型環(huán)氧樹(shù)脂綜合性能優(yōu)異,通過(guò)工藝優(yōu)化及共聚等手段可以在提高環(huán)氧值的同時(shí)降低成品的粘度,提升了該類耐高溫樹(shù)脂的可使用性育旨[18]。萬(wàn)金濤在全面綜述環(huán)氧樹(shù)脂固化劑研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上,開(kāi)發(fā)新型樹(shù)枝狀聚丙烯亞胺(PPI)固化劑,以同時(shí)克服低分子量脂肪的揮發(fā)性強(qiáng)和樹(shù)枝狀聚酞胺基胺的熱穩(wěn)定性差等不足。制備了五種具有不同分子結(jié)構(gòu)和官能度的高純度PPI,并優(yōu)化了合成和分離方法,并用FTIR,NMR和MS對(duì)其進(jìn)行了表征[19]。劉恒昌從化學(xué)結(jié)構(gòu)的角度出發(fā),采用化學(xué)方法,合成了一種主鏈中含有長(zhǎng)鏈脂肪鏈的聚氨酷型環(huán)氧樹(shù)脂。由于聚氨酷鏈段的引入,可顯著提高環(huán)氧樹(shù)脂的韌性同時(shí)該樹(shù)脂又具有低溫可降解性[20]1.2環(huán)氧樹(shù)脂板國(guó)內(nèi)發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)于1956年在沈陽(yáng)和上海開(kāi)始了環(huán)氧樹(shù)脂研發(fā),并于1958年在上海開(kāi)始了工業(yè)化生產(chǎn)。經(jīng)過(guò)50余年的發(fā)展,我國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂品種、產(chǎn)量日益增多,品質(zhì)也取得了巨大提升,廣泛應(yīng)用于生活、生產(chǎn)以及國(guó)防等各個(gè)領(lǐng)域。我國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂的生產(chǎn)和研發(fā)起步并不晚,但發(fā)展較慢。目前,環(huán)氧樹(shù)脂缺口量大,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的常規(guī)產(chǎn)品相對(duì)過(guò)剩,應(yīng)避免低水平重復(fù)建設(shè),加快非常規(guī)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。通用的環(huán)氧樹(shù)脂如雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂及其改性樹(shù)脂,使用普通固化劑固化后存在吸濕性大、尺寸穩(wěn)定性差、介電性能低,脆性大等缺點(diǎn),不能滿足環(huán)氧樹(shù)脂耐高濕熱性、高密度化、高介電性、低介電損耗等性能方面的要求。因此,環(huán)氧樹(shù)脂的改性和不同結(jié)構(gòu)的新型環(huán)氧樹(shù)脂需要快速發(fā)展。目前,我國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)廠家主要采用一步和二步的生產(chǎn)工藝。雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂由雙酚A與環(huán)氧氯丙烷在氫氧化鈉催化下制得。環(huán)氧氯丙烷與雙酚A的配比根據(jù)由環(huán)氧樹(shù)脂分子量大小而定。氫氧化鈉起雙重作用:作環(huán)氧氯丙烷與雙酚A反應(yīng)的催化劑,使反應(yīng)產(chǎn)物脫氯化氫而閉環(huán)。催化劑可用季錢鹽(如氯化節(jié)基三甲基錢),溶劑用苯、甲苯、二甲苯等。一步合成中分為水洗和溶劑萃取兩種。二步合成分為本體和催化聚合。一步合成中,水洗和溶劑萃取基本相同,只是樹(shù)脂合成后處理方法不同。水洗是將樹(shù)脂直接用水洗至中性和無(wú)無(wú)機(jī)氯離子為止,用水量大,往往要十幾遍以上。溶劑萃取克服了水洗用量大的缺點(diǎn)。但兩者合成得到的樹(shù)脂顏色較深,難用于高檔環(huán)氧涂料。二步法中,必須先合成一定分子量的低分子量環(huán)氧樹(shù)脂,然后將一定配比的低分子量環(huán)氧樹(shù)脂和雙酚A在高溫條件下(200℃左右)發(fā)生本體聚合或在1500C-}-170℃條件下催化聚合。反應(yīng)溫度高,副反應(yīng)多,生成物中含有枝鏈結(jié)構(gòu),環(huán)氧值低,溶解性差,反應(yīng)中容易發(fā)生膠結(jié)。且二步合成增加了低分子量環(huán)氧樹(shù)脂合成工序,生產(chǎn)成本較高。環(huán)氧樹(shù)脂是早期的樹(shù)脂品種的出現(xiàn),雖然從1938開(kāi)始5研究環(huán)氧樹(shù)脂,但工業(yè)生產(chǎn)是近40年以來(lái)的工業(yè)化已投入運(yùn)行,發(fā)展很快,美國(guó)1967的環(huán)氧樹(shù)脂達(dá)到60000噸,據(jù)統(tǒng)計(jì),1965全球環(huán)氧樹(shù)脂產(chǎn)量80000噸,1970達(dá)到260000噸,平均年增長(zhǎng)率達(dá)到27%。定量方面看,環(huán)氧樹(shù)脂的生產(chǎn)已超過(guò)合成樹(shù)脂產(chǎn)量的1%以上。此外,環(huán)氧樹(shù)脂品種不僅增加雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂,也出現(xiàn)了許多改良品種,如耐熱環(huán)氧樹(shù)脂,環(huán)氧樹(shù)脂,酚醛改性環(huán)氧樹(shù)脂的元素。60年代出現(xiàn)的新型脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂在生產(chǎn)和應(yīng)用方面都有很大發(fā)展。環(huán)氧樹(shù)脂,雖然品種很多,但產(chǎn)量最大,應(yīng)用最廣泛的仍然是雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂,也被稱為環(huán)氧樹(shù)脂的標(biāo)準(zhǔn)自1958年投入工業(yè)生產(chǎn),發(fā)展極為迅速。在品種方面,雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂形成配套生產(chǎn);有型號(hào)為618、6101、634、601、604等(其中以6101、634、604產(chǎn)量較大)此外,改性環(huán)氧樹(shù)脂新型的脂環(huán)族脂肪族環(huán)氧樹(shù)脂也有一定規(guī)模的生產(chǎn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),至今全國(guó)已有80多個(gè)單位(分布在廿省市)生產(chǎn)環(huán)氧樹(shù)脂,生產(chǎn)能力達(dá)到10萬(wàn)噸/年。以下是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)環(huán)氧樹(shù)脂的單位:上海樹(shù)脂廠、無(wú)錫樹(shù)脂廠、南京造漆廠、天津有機(jī)實(shí)驗(yàn)廠、天津津東化工廠沈陽(yáng)樹(shù)脂廠、大連油化廠、撫順東方紅木器廠、營(yíng)口蓋州化工廠濟(jì)南向陽(yáng)樹(shù)脂廠、青島農(nóng)藥廠、聊城中心皮件廠、合工大化工廠、撤縣化工廠、前衛(wèi)化工廠、南昌塑料廠、武漢制漆廠、沙市荊江化工廠、湖北省工業(yè)學(xué)校長(zhǎng)沙樹(shù)脂廠、南寧化工廠、廣州南中塑料廠、齊齊哈爾塑料三廠、晨光化工廠、重慶塑料廠、嘉興化工廠、杭州油墨油漆廠、溫州塑料廠、南通油脂廠、北京油漆廠、北京化工四廠、2348工程等[26]。1.3變溫環(huán)氧樹(shù)脂板研究意義環(huán)氧樹(shù)脂作為當(dāng)下發(fā)展度比較高的高分子材料,在各類領(lǐng)域涂料行業(yè),汽車工業(yè),電子,機(jī)電材料都用途廣泛。而在印刷行業(yè)中,聚酰胺樹(shù)脂也可以做油墨的連接料,作為環(huán)氧樹(shù)脂的固化劑。在我國(guó),環(huán)氧樹(shù)脂的消費(fèi)領(lǐng)域也是,主要在涂料,復(fù)合材料,電子器械封裝料,粘合劑。四大領(lǐng)域。環(huán)氧樹(shù)脂(epoxyresin}ER)是一種典型的交聯(lián)的熱固性聚合物材料,它具有多種優(yōu)異性能,例如良好的機(jī)械性能、極佳的穩(wěn)定性、較強(qiáng)的粘接能力及較低的收縮率,被廣泛用于涂料、膠薪劑、土建材料等相關(guān)領(lǐng)域,在熱固性樹(shù)脂中具有重要地位。然而,由于生產(chǎn)生活和軍事領(lǐng)域的迫切需要,對(duì)更高性能的環(huán)氧樹(shù)脂的需求日益增長(zhǎng),如何制備性能更好的環(huán)氧樹(shù)脂材料,一直是材料科學(xué)領(lǐng)域的重要問(wèn)題。而本文需要環(huán)氧樹(shù)脂制成的板作為承印物,而環(huán)氧樹(shù)脂具備以下特點(diǎn)[21]:(1粘接強(qiáng)度高,范圍廣。在環(huán)氧樹(shù)脂中含有大量經(jīng)開(kāi)環(huán)反應(yīng)形成的或者本身具有的輕基(一OH)和醚鍵(C-O-C)結(jié)構(gòu),容易與茹合材料之間發(fā)生分子間相互作用。在它與眾多非金屬材料的粘接中,例如玻璃,木材以及陶瓷,粘接部位的粘接強(qiáng)度往往超出材料本身,在材料的受力部位等結(jié)構(gòu)中,使用尤其廣泛。(2)化學(xué)穩(wěn)定性好。在交聯(lián)的環(huán)氧樹(shù)脂中,如果沒(méi)有酸堿鹽等雜質(zhì),結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)定。同時(shí),由于其本征的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),對(duì)酸堿都具有良好的抵抗性。對(duì)于芳香族的環(huán)氧樹(shù)脂,其含有大量苯環(huán)結(jié)構(gòu),為材料提供了優(yōu)秀的耐熱性。(3)空間穩(wěn)定性好。環(huán)氧樹(shù)脂固化的過(guò)程中,只發(fā)生環(huán)氧基團(tuán)開(kāi)環(huán)的反應(yīng)并形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),不產(chǎn)生小分子。同時(shí),材料內(nèi)部有大量開(kāi)環(huán)過(guò)程形成的和本身的輕基結(jié)構(gòu),能夠形成氫鍵相互作用,使材料排列相對(duì)緊密。因此固化前后的環(huán)氧樹(shù)脂體積變化很?。ㄒ话銥?%-2%)。(4)力學(xué)性能優(yōu)異。環(huán)氧樹(shù)脂本身具有可調(diào)節(jié)的交聯(lián)密度,由于氫鍵相互作用,其內(nèi)聚能較高,結(jié)構(gòu)緊密,因此,其拉伸強(qiáng)度、楊氏模量等力學(xué)性能十分卓越。(5)絕緣性能好。常規(guī)的環(huán)氧樹(shù)脂固化后,不含有游離的離子或者強(qiáng)活性基團(tuán),且材料結(jié)構(gòu)相對(duì)疏水。(6)加工工藝簡(jiǎn)便。環(huán)氧樹(shù)脂預(yù)聚物一般為液體或者熔點(diǎn)較低的固體,加熱之后體系粘度較低。同時(shí)配方種類繁多,可以通過(guò)添加填料降低加工難度。溫變環(huán)氧樹(shù)脂板在印刷過(guò)程中,作為承印物可以有一定的防偽效果,當(dāng)溫度到達(dá)某一值時(shí)承印物顏色發(fā)生變化,達(dá)到防偽效果。而作為一種力學(xué)性能以及印刷適性可以通過(guò)調(diào)節(jié)連接料去進(jìn)行變化以滿足各類需求,所以無(wú)論從哪方面說(shuō),變溫變色環(huán)氧樹(shù)脂板都有其可研究的意義。

2實(shí)驗(yàn)儀器及材料2.1實(shí)驗(yàn)儀器電子天平JY-2Mmax=120g,上海蒲春計(jì)量?jī)x器有限公司;微機(jī)控制電子萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī)型號(hào)RGD-5,規(guī)格5KW,負(fù)荷傳感器5000N,深圳市瑞格爾儀器有限公司;烘箱型號(hào)WGL-65B,溫度范圍5±300攝氏度,電壓220±22伏特,頻率50±1赫茲,功率1500瓦,天津市泰斯特儀器有限公司;蘇州滬量精密儀器有限公司。;油墨;80目的尼龍絲網(wǎng);刮板;游標(biāo)卡尺500-752-10,上海石環(huán)機(jī)電有限公司;250ml三口燒瓶;鐵架臺(tái);燒杯;溫度計(jì);水浴箱;電動(dòng)攪拌器;玻璃培養(yǎng)皿;玻璃棒;量筒;玻璃板2.2實(shí)驗(yàn)材料五水合硫酸銅(CuSO4·5H2O)為天藍(lán)色晶體,水溶液呈弱酸性,俗名膽礬、石膽、膽子礬、藍(lán)礬。硫酸銅是制備其他銅化合物的重要原料。烏洛托品,英文名稱為Methenamine,CAS號(hào)為100-97-0,分子式為C6H??N?,也稱作六亞甲基四胺、六次甲基四胺,是一個(gè)與金剛烷結(jié)構(gòu)類似的多環(huán)雜環(huán)化合物,分子式為C6H12N4。E44環(huán)氧樹(shù)脂6101是鄭州阿里科技有限公司生產(chǎn)的,無(wú)色透明膠體,有香味,它的相關(guān)性能見(jiàn)表2-1;聚酰胺樹(shù)脂,具有在空氣中吸收水和二氧化碳的特點(diǎn);乙酸乙酯是生產(chǎn)的,稀釋劑,有水果香,易揮發(fā),對(duì)空氣敏感,能吸水分;乙二醇乙醚天津市天力化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)的,表面張力原料,無(wú)色液體,幾乎無(wú)味,能與水醇、乙醚及液體酯類相混溶。表2-1環(huán)氧樹(shù)脂的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目E44外觀淡黃色,透明液體色度號(hào)小于等于3環(huán)氧當(dāng)量g/eq185~210B氏粘度25℃Pa.s6~26環(huán)氧值eg/100g0.48~0.54揮發(fā)分%110℃,3hr小于等于1.82.3實(shí)驗(yàn)原理及過(guò)程2.3.1表面張力實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理:印刷環(huán)氧板時(shí),最初要確保環(huán)氧板材有足夠的表面張力,表面張力與油墨附著強(qiáng)度有很大關(guān)系。如果板材的表面張力過(guò)低,會(huì)使印刷到其表面的油墨很容易就脫落,進(jìn)而影響印刷效果。對(duì)于樹(shù)脂板材,由于使用的油墨類型不同,對(duì)應(yīng)的表面張力要求也優(yōu)速差別:若使用溶劑型油墨印刷,要求38-42dyne/cm;若使用水性油墨印刷,要求46-48dyne/cm。塑料板材表面能的測(cè)定主要是依據(jù)GB/T14216來(lái)進(jìn)行的,板材表面張力配比表,如表2-2所示。表2-2板材表面張力配比表甲酰胺(%體積)乙二醇乙醚(%體積)表面張力(dyne/cm)0100302.597.53110.589.53219.081.03326.573.53435.065.03542.557.53648.551.53754.046.03859.041.03963.536.54067.532.54171.528.54274.725.34378.022.044關(guān)于潤(rùn)濕的嚴(yán)格熱力學(xué)定義是:固體與液體接觸后,體系的自由焓降低時(shí),稱為潤(rùn)濕。水滴外表層的切線與固體表面所形成的接觸角(圖2-1中夾角θ),就表示該表面潤(rùn)濕性能的強(qiáng)弱,接觸角越大,潤(rùn)濕性能越差。當(dāng)θ>90°則因潤(rùn)濕張力小而不潤(rùn)濕;θ<90°則潤(rùn)濕;而在θ=0°時(shí),潤(rùn)濕張力最大,可以完全潤(rùn)濕,即液體在固體表面上自由鋪展。固體—液體相面潤(rùn)濕張力如圖2-1所示。圖2-1固體—液體相面潤(rùn)濕張力用一系列表面張力逐漸增加的混合溶液涂覆于板材表面,直至混合溶液恰好使板材表面潤(rùn)濕,此時(shí)該混合液的表面張力就近似地作為試樣的表面潤(rùn)濕張力。2.3.2油墨附著力實(shí)驗(yàn)的操作步驟利用絲網(wǎng)印刷方式將準(zhǔn)備好的圖案印刷到承印物表面,放入烘箱加快油墨干燥,待油墨徹底干燥到環(huán)氧樹(shù)脂板后,用透明膠帶粘在帶有油墨的那部分,使其充分接觸,然后揭下,觀察被揭下的油墨量與密度,即可測(cè)出油墨附著力。2.3.3變溫效果實(shí)驗(yàn)操作步驟取不通含量變溫粉的環(huán)氧樹(shù)脂板,放入沸水鍋中,由于所調(diào)制變溫粉是78°C變溫的,所以放入后觀察前后顏色的變化即可,若觀察顏色從藍(lán)色變?yōu)榫G色即試驗(yàn)成功,記錄下變溫所需時(shí)間。2.4變溫環(huán)氧樹(shù)脂板的制備準(zhǔn)備兩張干凈的紙片,用來(lái)稱量制作變溫粉的藥品,通過(guò)文獻(xiàn)得知研磨硫酸銅粉末與六次甲基四胺可制作變溫粉,將紙片放置在電子秤上歸零,用藥匙取硫酸銅粉末,直至電子稱示數(shù)為1克,將帶有硫酸銅粉末的紙片拿下來(lái)放好后放第二張紙片調(diào)零,用另一個(gè)藥匙稱取六次甲基四胺,直至示數(shù)為2g,將帶有藥品的紙片取下,為了達(dá)到更好的研磨效果,先取其中一份藥品放入研鉑研磨好,首先硫酸銅顆粒比較大,先進(jìn)行硫酸銅的研磨,其次,硫酸銅擱置的比較久,有結(jié)塊,所以研磨好硫酸銅之后,再加入另一個(gè)藥品進(jìn)行研磨,研磨大約需要1h,在研磨期間會(huì)發(fā)現(xiàn)藥品顏色由藍(lán)色與白色的混合粉末變?yōu)榫G色粉末,又逐漸從綠色粉末變?yōu)樗{(lán)色粉末后便導(dǎo)入塑封袋中以備使用,反復(fù)幾次研磨得到大量變溫粉后,開(kāi)始著手制作環(huán)氧樹(shù)脂板材,由于環(huán)氧樹(shù)脂以及聚酰胺雖具有流動(dòng)性,但其粘度大用燒杯不宜稱量,于是直接在反應(yīng)器皿中進(jìn)行稱量,由于聚酰胺的加入量會(huì)影響一系列的力學(xué)指標(biāo),我們用一塊10cm*10cm的玻璃板作為反應(yīng)器皿,導(dǎo)入定量的15g環(huán)氧樹(shù)脂,添加不同量的聚酰胺樹(shù)脂進(jìn)行攪拌,實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:(1)先將玻璃板擦拭干凈,用教條封住四個(gè)邊使玻璃板成為一塊可用容器。(2)將液態(tài)石蠟涂在需要作為反應(yīng)容器的那面玻璃板上,以備烘干后可以方便的取下。(3)將玻璃板放在電子稱上歸零,稱取15g環(huán)氧樹(shù)脂放入玻璃板(4)依次稱取4、5、6、7、8克放入玻璃板(5)用玻璃棒攪拌成白色糊狀粘液(6)涂勻玻璃板(7)放置15min待之鋪滿整塊玻璃板(8)稱取2g溫變色粉均勻撒在表面(9)放在烘箱里面70°C烘烤15分鐘(10)取出冷卻2min后從玻璃板剝離即成一塊兒環(huán)氧樹(shù)脂板。

2.5拉伸實(shí)驗(yàn)樣品制備根據(jù)GB1040-79,如圖2-2所示,在每個(gè)樣品上裁剪出啞鈴型的式樣。先在硬紙板上裁出鏤空的模板,然后將鏤空的模板放到每個(gè)樣品上進(jìn)行裁切,裁剪過(guò)程中注意不要出現(xiàn)豁口或者小飛邊,如果出現(xiàn),會(huì)嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。共有9組啞鈴型的拉伸實(shí)驗(yàn)樣品。圖2-2裁樣模型測(cè)試方法參照GB/T1040.1-2006拉伸總則,實(shí)驗(yàn)溫度為25℃、濕度為80%。接通電源,依次打開(kāi)萬(wàn)能拉力機(jī),RGD-5,深圳瑞格爾有限公司,等待機(jī)器的預(yù)熱15分鐘,打開(kāi)軟件;然后選擇試樣及夾具,用手動(dòng)操作盒控制機(jī)器橫梁移動(dòng)至合適的位置,以便安裝夾具、試樣;在操作軟件的系統(tǒng)配置菜單中依次設(shè)置實(shí)驗(yàn)方式為拉伸,選擇傳感器;設(shè)置實(shí)驗(yàn)的參數(shù):實(shí)驗(yàn)速度設(shè)為25mm/min、起始力、判斷斷裂起始力;載荷清零,位移清零(軟件界面左下方),然后開(kāi)始運(yùn)行,夾子夾住兩端,盡量只看到矩形部分,直到實(shí)驗(yàn)完成,實(shí)驗(yàn)的同時(shí)記錄載荷-位移曲線,并計(jì)算出試樣在斷裂過(guò)程中的拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、斷裂強(qiáng)度、屈服載荷。2.6油墨附著力大小測(cè)試實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理:油墨附著力大小是印刷適性的一項(xiàng)重要指標(biāo),通常定義為油墨和承印物之間接觸部分的相互吸引力。分子力的一種表現(xiàn)。只有當(dāng)印刷時(shí)兩種物質(zhì)的分子十分接近時(shí)才顯現(xiàn)出來(lái)。

3實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析3.1拉伸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析圖3-13.1.1不同聚酰胺含量的位移載荷關(guān)系不同含量的聚酰胺的環(huán)氧樹(shù)脂的位移載荷關(guān)系如圖3-1所示,縱坐標(biāo)表示載荷,橫坐標(biāo)表示位移,隨著納米羥基磷灰石含量的增加,試樣承受的最大載荷慢慢減小,含聚酰胺為40%時(shí),載荷最小為83.36N,這可能是因?yàn)殡S著越多的納米羥基磷灰石的加入,不參與聚合的納米HA的量越多,且以細(xì)顆粒狀存在于試樣中,導(dǎo)致聚合物分子間的范德華力和氫鍵結(jié)合力下降,從而導(dǎo)致聚合物總的結(jié)合力下降,因而使得試樣能夠承受的最大載荷減小。3.1.2聚酰胺樹(shù)脂含量不同的拉伸強(qiáng)度分析如圖3-2所示,縱坐標(biāo)表示板材式樣的拉伸強(qiáng)度,橫坐標(biāo)表示式樣聚酰胺樹(shù)脂含量,板材式樣的拉伸強(qiáng)度與聚酰胺樹(shù)脂含量呈非線性關(guān)系,隨著聚酰胺樹(shù)脂含量的增加,板材式樣的拉伸強(qiáng)度先增加而后降低而后又增加。圖3-2聚酰胺樹(shù)脂不同含量的拉伸強(qiáng)度曲線

3.1.3聚酰胺樹(shù)脂含量不同的屈服強(qiáng)度分析如圖3-3縱坐標(biāo)表示板材樣式的屈服強(qiáng)度,橫坐標(biāo)表示式樣不同含量的聚酰胺樹(shù)脂,板材式樣的屈服強(qiáng)度與聚酰胺樹(shù)脂含量呈非線性關(guān)系,隨著聚酰胺樹(shù)脂含量的增加,板材式樣的屈服強(qiáng)度先增加而后降低。圖3-3聚酰胺樹(shù)脂不同含量的屈服強(qiáng)度曲線3.1.4聚酰胺樹(shù)脂含量不同的斷裂強(qiáng)度分析如圖3-4所示,縱坐標(biāo)表示板材樣式的斷裂強(qiáng)度,橫坐標(biāo)表示式樣聚酰胺樹(shù)脂含量,斷裂強(qiáng)度與聚酰胺樹(shù)脂含量呈非線性關(guān)系,隨著聚酰胺樹(shù)脂含量的增加,板材式樣的斷裂強(qiáng)度先增加而后降低。圖3-4聚酰胺樹(shù)脂不同含量的斷裂伸長(zhǎng)率曲線

3.1.5聚酰胺樹(shù)脂含量不同的屈服載荷分析圖3-5聚酰胺樹(shù)脂不同含量的屈服載荷曲線如圖3-5所示,縱坐標(biāo)表示板材樣式的屈服載荷,橫坐標(biāo)表示式樣不同含量的聚酰胺樹(shù)脂,屈服載荷與聚酰胺樹(shù)脂含量呈非線性關(guān)系,隨著聚酰胺樹(shù)脂含量的增加,板材式樣的屈服載荷先增加而后降低而后增加。3.1.6不同聚酰胺樹(shù)脂含量的最大載荷分析如圖3-6所示,縱坐標(biāo)表示板材樣式的最大載荷,橫坐標(biāo)表示式樣不同含量的聚酰胺樹(shù)脂,最大載荷與聚酰胺樹(shù)脂含量呈非線性關(guān)系,隨著聚酰胺樹(shù)脂含量的增加,板材式樣的最大載荷先增加而后降低而后增加。圖3-6聚酰胺樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂配比不同與最大載荷的曲線3.1.7不同溫變粉含量樹(shù)脂的最大載荷分析如圖3-7所示,縱坐標(biāo)表示板材樣式的彈性模量,橫坐標(biāo)表示式樣不同聚酰胺樹(shù)脂含量,斷裂強(qiáng)度與聚酰胺樹(shù)脂含量呈非線性關(guān)系,隨著溫變粉含量和聚酰胺樹(shù)脂含量的增加,板材式樣的斷裂強(qiáng)度先增加而后降低。圖3-7聚酰胺樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂配比不同與彈性模量的曲線由上述各個(gè)曲線可知當(dāng)聚酰胺樹(shù)脂含量為47%的時(shí)候各個(gè)指標(biāo)基本達(dá)到最大,所以聚酰胺樹(shù)脂含量達(dá)到47%時(shí),環(huán)氧樹(shù)脂板質(zhì)量最佳,接下來(lái)的溫變粉填充環(huán)氧樹(shù)脂板的配比我選擇聚酰胺樹(shù)脂含量為47%的環(huán)氧樹(shù)脂板。3.1.8聚酰胺樹(shù)脂含量不同環(huán)氧樹(shù)脂板實(shí)物圖對(duì)比圖3-8聚酰胺樹(shù)脂不同含量的環(huán)氧樹(shù)脂板如圖3-8所示,聚酰胺樹(shù)脂含量分別為33%、47%、57%。由于聚酰胺量的增加,導(dǎo)致剛度增強(qiáng),加入恰好濃度的時(shí)候使板材的力學(xué)性能得到飛躍性的提升,超過(guò)44%之后就導(dǎo)致沒(méi)有足夠的環(huán)氧樹(shù)脂與之聚合,會(huì)使力學(xué)性能下降。3.1.9環(huán)氧樹(shù)脂板表面加入溫變粉的拉伸實(shí)驗(yàn)(1)環(huán)氧樹(shù)脂板不同溫變粉含量的拉伸強(qiáng)度分析如圖3-10所示,縱坐標(biāo)表示板材式樣的拉伸強(qiáng)度,橫坐標(biāo)表示式樣含有溫變粉的含量,板材式樣的拉伸強(qiáng)度與溫變粉含量呈非線性關(guān)系,隨著溫變粉含量的增加,板材式樣的拉伸強(qiáng)度先增加而后降低。圖3-10環(huán)氧樹(shù)脂板的溫變粉不同含量的拉伸強(qiáng)度曲線(2)環(huán)氧樹(shù)脂板不同溫變粉含量的屈服強(qiáng)度分析如圖3-11縱坐標(biāo)表示板材樣式的屈服強(qiáng)度,橫坐標(biāo)表示式樣含有溫變粉的含量,板材式樣的屈服強(qiáng)度與溫變粉含量呈非線性關(guān)系,隨著溫變粉含量的增加,板材式樣的屈服強(qiáng)度先增加而后降低。圖3-11環(huán)氧樹(shù)脂板的溫變粉不同含量的屈服強(qiáng)度曲線(3)環(huán)氧樹(shù)脂板不同溫變粉含量的斷裂伸長(zhǎng)率分析如圖3-12所示,縱坐標(biāo)表示板材樣式的斷裂強(qiáng)度,橫坐標(biāo)表示式樣含有溫變粉的含量,斷裂強(qiáng)度都隨著溫變粉含量增大而降低。由于聚酰胺量濃度高之后,導(dǎo)致伸長(zhǎng)率不斷上漲,可能是由于未固化的聚酰胺的量不斷增加。圖3-12環(huán)氧樹(shù)脂板的溫變粉不同含量的斷裂伸長(zhǎng)率曲線(4)不同溫變粉含量的屈服載荷分析如圖3-13所示,縱坐標(biāo)表示板材樣式的屈服載荷,橫坐標(biāo)表示式樣含有溫變粉的含量,板材式樣的屈服載荷與溫變粉含量呈非線性關(guān)系,隨著溫變粉含量的增加,板材式樣的屈服載荷先增加而后降低。圖3-13環(huán)氧樹(shù)脂板的溫變粉不同含量的屈服載荷曲線(5)環(huán)氧樹(shù)脂板不同溫變粉含量的最大載荷分析如圖3-14所示,縱坐標(biāo)表示板材樣式的最大載荷,橫坐標(biāo)表示式樣含有溫變粉的含量,板材式樣的屈服載荷與溫變粉含量呈非線性關(guān)系,隨著溫變粉含量的增加,板材式樣的最大載荷先增加而后降低。圖3-14環(huán)氧樹(shù)脂板的溫變粉不同含量的最大載荷曲線(6)表面涂含量不同變溫粉環(huán)氧樹(shù)脂板實(shí)物圖對(duì)比圖3-16溫變粉填充環(huán)氧樹(shù)脂板的不同溫變粉含量試樣圖如圖3-16所示,溫變粉為含量分別3%、5%、1%。隨著變溫粉含量增加力學(xué)性能逐漸變差,顏色逐漸變深。3.2印刷適性實(shí)驗(yàn)3.2.1表面張力實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)操作:按照配比表,配比出15組表面張力測(cè)試液。取出一組板材樣品,先取出0.6g溫變粉的樣品,從表面張力數(shù)小的配比液開(kāi)始,用酒精棉蘸取表面張力測(cè)試液,均勻的涂抹樣品上,觀察配比液在樣品上的狀態(tài)。如果觀察到配比液在樣品上均勻的附著并不呈現(xiàn)水珠狀態(tài),則繼續(xù)取下一組配比液涂抹,觀察,直到觀察到配比液出現(xiàn)水珠狀,則記錄下前一組配比液的配比數(shù)及對(duì)應(yīng)的表面張力數(shù)。此時(shí)0.6g溫變粉樣品的表面張力就測(cè)試完畢,再進(jìn)行下一個(gè)樣品的測(cè)試,當(dāng)一組板材的五個(gè)樣品都測(cè)試完畢,表面張力實(shí)驗(yàn)就結(jié)束了。3.2.2聚酰胺樹(shù)脂不同含量的實(shí)驗(yàn)及分析表3-2溫變粉填充環(huán)氧樹(shù)脂板中聚酰胺樹(shù)脂與環(huán)氧樹(shù)脂不同配比的表面張力數(shù)值聚酰胺樹(shù)脂與環(huán)氧樹(shù)脂配比(%)表面張力(dyne/cm)33384139474051415742表張力指環(huán)氧樹(shù)脂板對(duì)油墨的附著能力,表面張力值越大,表示板材對(duì)油墨的附著能力越強(qiáng)。如圖3-18所示,縱坐標(biāo)表示板材的表面張力(surfacetension)值,橫坐標(biāo)表示實(shí)驗(yàn)式樣聚酰胺樹(shù)脂的不同配比。由圖3-18可知:(1)聚酰胺樹(shù)脂含量的痛環(huán)氧樹(shù)脂板樣品,其表面張力都大于38達(dá)因,且范圍在38與42達(dá)因之間,這說(shuō)明板材樣品可以用溶劑型油墨進(jìn)行印刷,且只能用溶劑型油墨,不能用水性油墨進(jìn)行印刷。圖3-18聚酰胺樹(shù)脂與環(huán)氧樹(shù)脂不同配比的表面張力曲線(2)圖3-17圖像呈上升趨勢(shì),說(shuō)明聚酰胺含量與表面張力呈線性關(guān)系,這說(shuō)明聚酰胺含量可以影響板材的表面張力,表面張力隨著聚酰胺含量增加而增加。造成這種情況的原因可能是由于聚酰胺量大后形成板材后的表面平滑度下降表面凹凸不平,導(dǎo)致表面張力提升。3.2.3不同溫變粉的環(huán)氧樹(shù)脂板含量實(shí)驗(yàn)及分析表3-3溫變粉填充環(huán)氧樹(shù)脂板中不同的含量的表面張力數(shù)值溫變粉填充環(huán)氧樹(shù)脂板中的含量(%)表面張力(dyne/cm)040141341542742表張力指環(huán)氧樹(shù)脂板對(duì)油墨的附著能力,表面張力值越大,表示板材對(duì)油墨的附著能力越強(qiáng)。如圖3-19所示,縱坐標(biāo)表示板材的表面張力值,橫坐標(biāo)表示實(shí)驗(yàn)式樣含不同溫變粉的含量。由圖3-19可知:(1)含有不同溫變粉的溫變粉填充環(huán)氧樹(shù)脂板樣品,其表面張力都大于38達(dá)因,且范圍在38與42達(dá)因之間,這說(shuō)明板材樣品可以用溶劑型油墨進(jìn)行印刷,且只能用溶劑型油墨,不能用水性油墨進(jìn)行印刷。(2)圖3-19圖像呈上升趨勢(shì),說(shuō)明溫變粉含量與表面張力呈線性關(guān)系,這說(shuō)明溫變粉含量可以影響板材的表面張力,表面張力隨著溫變粉含量增加而增加。3.2.4油墨附著力對(duì)比圖3-19油墨附著力比較圖依次30%36%40%由于環(huán)氧樹(shù)脂成型后硬而脆,隨著聚酰胺含量的增加,表面張力隨之增加,而油墨的附著力也隨之增加,原因是由于聚酰胺作為連接料的特寫(xiě),濃度越高附著力越強(qiáng)。

3.2.5變溫效果對(duì)比圖3-20變溫粉濃度1%3%6%隨著變溫粉的含量增加,變溫效果逐漸明顯,變溫反應(yīng)過(guò)程加快,由于變溫粉是覺(jué)得變色的因素,所以變溫粉的量越大顏色越深,變化也就越明顯,變化所需時(shí)間也就越短。

結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨著聚酰胺樹(shù)脂含量的增大,環(huán)氧樹(shù)脂板的印刷表面張力、顯著增加,最大為42dyne/cm;抗拉強(qiáng)度先增加,當(dāng)含量為聚酰胺樹(shù)脂34%時(shí)最大為567.07MPa之后又降低;屈服強(qiáng)度先增加,當(dāng)含量為聚酰胺樹(shù)脂34%時(shí)最大為415.44MPa之后又降低;屈服載荷先增加,當(dāng)含量為聚酰胺樹(shù)脂34%時(shí)最大為415.44MPa之后又降;最大載荷先增加,當(dāng)含量為聚酰胺樹(shù)脂34%時(shí)最大為567.07MPa之后又降低;彈性模量先增加,當(dāng)聚酰胺含量為34%時(shí)最大為6.02GPa之后又降低;隨著溫變粉含量的增加,環(huán)氧樹(shù)脂板的印刷表面張力并無(wú)明顯變化;印刷適應(yīng)性的平均密度值呈線性增加,從2.45增長(zhǎng)到2.85;屈服強(qiáng)度呈非線性關(guān)系,當(dāng)含量為5%時(shí)達(dá)到最低為11.79MPa;抗拉強(qiáng)度呈非線性關(guān)系,當(dāng)含量為5%時(shí)達(dá)到最低11.79MPa;斷裂強(qiáng)度呈線性下降,從350降低到200MPa;屈服載荷均呈非線性關(guān)系,當(dāng)含量為2.5%時(shí)達(dá)到最大為985MPa;彈性模量顯著增加,從5.1增加到6.4GPa;,而隨著變色粉的量增加變色效果顯著,且變速反應(yīng)較快。

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