Méthodes de durcissement des résines époxy cycloaliphatiques

Contrairement aux résines époxy de type bisphénol-A, les résines époxy cycloaliphatiques ont des groupes époxy dans un état riche en électrons, ce qui les rend difficiles à réagir avec les agents nucléophiles. En raison de la présence d'un encombrement stérique, les agents nucléophiles ont du mal à attaquer les atomes de carbone. Par conséquent, leur réactivité est beaucoup plus lente que les groupes époxy terminaux, ce qui rend les résines époxy cycloaliphatiques difficiles à réagir avec les agents de durcissement à l'amine et à l'imidazole.

Cependant, lors de la réaction avec des agents électrophiles, puisque les agents électrophiles attaquent les atomes d'oxygène, les résines époxy cycloaliphatiques ne présentent pas d'empêchement stérique. Par conséquent, les résines époxy cycloaliphatiques réagissent facilement avec les polyols, les anhydrides et les agents de durcissement cationiques.

Résines époxy cycloaliphatiques et traitement de l'amine

La figure 1 compare les courbes cinétiques de traitement des résines époxy cycloaliphatiques S-06E, de la résine époxy de type bisphénol-A 128 et de l'amine alicyclique 1,3-BAC. D'après la figure, il est évident qu'en raison de l'effet d'entrave stérique, les agents nucléophiles ont du mal à attaquer les atomes de carbone, rendant S-06E et 1,3-BAC plus difficiles à réagir. La température de réaction initiale et la température de réaction maximale sont toutes deux beaucoup plus élevées que celles de 128 1,3 BAC.

Figure 1

Résines époxy cycloaliphatiques et traitement d'anhydride

Figure 2

Pendant le durcissement des résines époxy avec des anhydrides, les réactions suivantes se produisent sous l'influence d'amines tertiaires ou de sels d'ammonium quaternaire comme promoteurs:

L'anhydride réagit avec les amines tertiaires pour former des anions carboxylates

Anneau d'anions carboxylates-Ouvrez les groupes époxy pour former des oxyanions

Les oxyanions réagissent avec les anhydrides pour former des structures d'ester

La figure 2 compare les courbes cinétiques de polymérisation des résines époxy cycloaliphatiques S-06E, de la résine époxy bisphénol-A de type 128 et de l'anhydride méthylhexahydrophtalique. De la figure, on peut voir que lors du choix du promoteur approprié et un dosage élevé (4% TEAB), la température de réaction initiale et la température de réaction maximale des S-06E avec l'agent durcissant à l'anhydride sont proches de celles de la résine 128.

Comparés aux agents durcissants aux amines, les agents durcissants à l'anhydride sont moins toxiques et ont une volatilité plus faible, mais ils présentent encore certains inconvénients:

Les anhydrides sont très faciles à absorber l'humidité de l'air, produisant des acides libres qui affectent le taux de durcissement et les performances du produit durci;

La réactivité des anhydrides avec l'époxy est relativement faible, ce qui rend difficile le durcissement à température ambiante;

Les quantités d'époxy et d'anhydride doivent être mesurées avec précision stoechiométriquement. Si la teneur en groupe époxy est trop élevée, cela réduira la Tg du produit durci, tandis qu'une teneur trop élevée en anhydride entraînera des problèmes tels qu'une couleur plus profonde et une moins bonne transparence du produit durci.

Résines époxy cycloaliphatiques et durcissement photoinitié cationique

Par rapport au durcissement photoinitié par les radicaux libres, le durcissement photoinitié cationique présente les avantages suivants:

Aucune inhibition de l'oxygène de surface;

• Plus grande profondeur de durcissement, supérieure aux systèmes de radicaux libres;

• Faible retrait, bonne adhérence aux substrats, excellente résistance chimique et résistance à l'ébullition;

• Aucun solvant et aucune émission de substance nocive pendant le durcissement, ce qui le rend écologique.

Sur cette base, les systèmes de durcissement photoinitiés époxy alicycliques peuvent également développer des solutions à utiliser dans les matériaux composites, telles que la réparation de pales d'éolienne. Pour ceux qui s'intéressent à l'approvisionnementRésines époxy spéciales, Il existe des produits de haute qualité disponibles chez Tetra.