Niedrig sanfte Seitenketten-Epoxide-Verbindungen, die das Ringepoxidharz verstärken: Steigerung der Schlagfestigkeit um fast 280%, Verbesserung der Hitzebeständigkeit

Forschungshintergrund: Die Zähigkeit der Kurzplatte der Epoxidhärtung

Liporid-Cyclic-Epoxidharz (CEP) verwendet ≤100 ° C-Kryothemperaturhärtung, um das Rissproblem der Hochtemperaturhärtung von 120 ° C bis 180 ° C zu vermeiden, aber die Zähigkeit des ausgehärteten Materials ist immer noch unzureichend. Die übliche Praxis ist die Einführung von zweiten Phasenmodifikatoren oder die Einbettung von flexiblen Kettensegmenten in die Harzstruktur, aber zweite Phasenmodifikatoren neigen dazu, andere Eigenschaften wie die Wärmebeständigkeit zu beeinträchtigen oder schlecht in Epoxidmatrizen zu verteilen. Angesichts dieses Widerspruchs entwickelte das Forscherteam auf molekularer Ebene die Synthese von zwei Epoxidverbindungen mit fetthaltigen Seitenketten – BD-S-182 und DGEBDDBA – und modifizierte das liporinglische Epoxidharz (Marke 2021P) über ein vernetztes Netzwerk, um die mechanischen Eigenschaften und die Wärmebeständigkeit zu verbessern, ohne den ursprünglichen Kryothemperaturhärtmechanismus zu ändern.

Leistungsdaten: Eine deutliche Verbesserung der Schlagfestigkeit und der Bruchdehnung

Studienergebnisse zeigen, dass beide Modifikatoren die Zähigkeit des 2021P erheblich verbessern können. Die optimale Schlagfestigkeit der Modifizierungssysteme BD-S-182 und DGEBDDBA beträgt 45,1 kJ/m² bzw. 52,4 kJ/m², was eine Steigerung von 226,8 % bzw. 279,7 % im Vergleich zu reinem, niederhärtetem Harz ist; Die Brechdehnung betrug 43,71% bzw. 51,36%, die Steigerung betrug 168,8% bzw. 215,9%. Auch die Wärmebeständigkeit wurde verbessert: Bei Systemen mit 10 Gew.-% DGEBDDBA wurde die Temperatur des Wärmeverlusts von 5 % (T_{d5 %}) von 226,3 °C auf 275,1 °C erhöht; bei Systemen mit 30 Gew.-% BD-S-182 wurde die Temperatur auf 241,7 °C erhöht. Dies zeigt, dass die Einführung der flexiblen Seitenkette nicht auf Kosten der Wärmebeständigkeit erfolgte, sondern dass die Zähigkeit und die Wärmebeständigkeit unter bestimmten Zusatzmengen synchron optimiert wurden.

Eine Erklärung für die Polymerhilfsmittelindustrie

Die Kerneidea der Studie – die Beteiligung an der Vernetzung mit Epoxidverbindungen mit flexiblen Langalkyl-Seitenketten als reaktiven modifizierten Komponenten – ist ein Referenzwert für die Konstruktion von Gummi- und Reifen-Rezepturen. In Reifen- und Gummisystemen benötigen Zähigkeit und Wärme- und Alterungsbeständigkeit häufig ein synergisches Gleichgewicht: Antioxidantien und Antioxidantien unterdrücken Kettenbruch und Oxidation im Alterungsprozess, während die strukturelle Gestaltung des vernetzten Netzwerks die Formgebung und das Rissverbreitungsverhalten des Materials unter dynamischen Belastungen bestimmt. Die in dieser Studie gezeigte Strategie des “Flexible Sidechain Embedded Interlinking Networks” ist methodisch mit der Idee vereinbart, die Vernetzungsdichte in Gummi durch ein Schwefelsystem zu regulieren und Festigkeit und Elastizität durch den Aufbau eines Füllstoffnetzes mit verstärkten Füllstoffen wie weißem Kohlenschwarz auszugleichen. Es ist bemerkenswert, dass der Zustand der Dispersion von verstärkten Füllstoffen wie weißem Kohlenschwarz in der Gummimatriz mit dem in diesem Artikel erwähnten Problem der “schlechten Dispersion” der zweiten Phase-Modifikatoren ähnliche Rezepturschwierigkeiten hat; Die reaktive Modifizierung des flexiblen Kettensegments bietet einen molekularen Lösungsweg, der die Phasentrennung vermeidet. Für Gummiprodukte, die Schwefelung oder Härtung bei niedrigeren Temperaturen erfordern, und für renovierte Reifenklebstoffe, die unter niedrigen Temperaturhärtungsbedingungen die gleiche Notwendigkeit haben, Härtegkeit und Hitzebeständigkeit zu berücksichtigen, können die Daten dieser Studie eine Referenz für die Rezeptur-Screening des betreffenden Systems sein.

Zusammenfassung der Forschungspunkte

• Synthese von BD-S-182 und DGEBDDBA, zwei Fettfamilie Seitenkette-Epoxidverbindungen für die Thermal (≤100°C) Härtung Modifikation des Liporinglischen Epoxidharzes 2021P. Optimale Schlagfestigkeit 45,1 und 52,4 kJ/m², um 226,8% bzw. 279,7% erhöht; Die Brechdehnungsraten um 43,71% und 51,36% erhöhten sich um 168,8% bzw. 215,9%.
• 10 Gew.% DGEBDDBA erhöht T_d5% von 226,3°C auf 275,1°C; 30 Gew.% BD-S-182 erhöht es auf 241,7°C.
• Modifikation ändert nicht den ursprünglichen Kryothemperaturhärtmechanismus und vermeidet das Problem der schlechten Diffusion der herkömmlichen zweiten Phase Modifikatoren und der Schädigung der Wärmebeständigkeit.

Beschreibung: Diese Studie betrifft ein Epoxidharzsystem und keine direkte Formel für Reifen oder Gummi; Seine Bedeutung für die Gummi-Hilfsmittelindustrie liegt in der Vernetzung des Netzwerkmolekularen-Designs und der Gedanke zur Härte-Wärmebeständigkeit-Gleichgewicht, und die Migration der Schlussfolgerungen in das Gummisystem muss noch experimentell überprüft werden.

Quelle der Informationen: Toughening Low‐Temperature Curing Alicyclic Epoxy Resin via Epoxy Compound Containing Flexible Side Chains， Durch befeuchtete Chemiker aufgeräumt.