(I) Das Konzept vonEpoxidharz
Epoxidharz bezeichnet eine Polymerkettenstruktur, die zwei oder mehr Epoxidgruppen in den Polymerverbindungen enthält; es gehört zu den Duroplasten; ein repräsentatives Beispiel ist das Bisphenol-A-Epoxidharz.
(II) Eigenschaften von Epoxidharzen (üblicherweise als Bisphenol-A-Epoxidharze bezeichnet)
1. Der Anwendungswert von Epoxidharz allein ist sehr gering; es muss in Verbindung mit einem Härter verwendet werden, um einen praktischen Nutzen zu haben.
2. Hohe Haftfestigkeit: Die Haftfestigkeit von Epoxidharzklebstoffen ist führend unter den synthetischen Klebstoffen.
3. Die Aushärtungsschrumpfung ist gering; bei Epoxidharzklebstoffen ist die Schrumpfung am geringsten, was auch einer der Gründe für die hohe Aushärtungsschrumpfung von Epoxidharzklebstoffen ist.
4. Gute chemische Beständigkeit: Die Ethergruppe, der Benzolring und die aliphatische Hydroxylgruppe im Härtungssystem werden durch Säuren und Laugen nicht leicht angegriffen. In Meerwasser, Erdöl, Kerosin, 10%iger Schwefelsäure (H₂SO₄), 10%iger Salzsäure (HCl), 10%iger Essigsäure (HAc), 10%igem Ammoniak (NH₃), 10%iger Phosphorsäure (H₃PO₄) und 30%iger Natriumcarbonatlösung (Na₂CO₃) ist das Material zwei Jahre lang einsetzbar. Auch nach einem halben Jahr in 50%iger Schwefelsäure (H₂SO₄) und 10%iger Salpetersäure (HNO₃) bei Raumtemperatur sowie nach einem Monat in 10%iger Natriumhydroxidlösung (NaOH, 100 °C) bleibt die Beständigkeit erhalten.
5. Hervorragende elektrische Isolation: Die Durchschlagspannung von Epoxidharz kann über 35 kV/mm liegen. 6. Gute Verarbeitbarkeit, Formstabilität, hohe Beständigkeit und geringe Wasseraufnahme. Bisphenol-A-Epoxidharz hat neben seinen Vorteilen auch Nachteile: ① Die Verarbeitungsviskosität kann sich als etwas unpraktisch erweisen. ② Das ausgehärtete Material ist spröde und weist eine geringe Dehnung auf. ③ Die Schälfestigkeit ist gering. ④ Die Beständigkeit gegenüber mechanischen und thermischen Belastungen ist schlecht.
(III) die Anwendung und Weiterentwicklung vonEpoxidharz
1. Die Entwicklungsgeschichte des Epoxidharzes: Epoxidharz wurde 1938 von P. Castam in der Schweiz patentiert, der erste Epoxidklebstoff wurde 1946 von Ciba entwickelt, die Epoxidbeschichtung wurde 1949 von SOCreentee aus den USA entwickelt und die industrielle Produktion von Epoxidharz begann 1958.
2. Anwendungsgebiete von Epoxidharz: ① Beschichtungsindustrie: In der Beschichtungsindustrie werden vor allem wasserbasierte Beschichtungen, Pulverbeschichtungen und hochfeste Beschichtungen eingesetzt. Epoxidharz findet breite Anwendung in Rohrleitungen, Behältern, Automobilen, Schiffen, der Luft- und Raumfahrt, der Elektronik, Spielzeugindustrie, im Kunsthandwerk und anderen Branchen. ② Elektro- und Elektronikindustrie: Epoxidharzklebstoffe eignen sich für elektrische Isoliermaterialien wie Gleichrichter, Transformatoren und Vergussmassen; zum Abdichten und Schützen elektronischer Bauteile; für elektromechanische Produkte, Isolierung und Verklebung; zum Abdichten und Verkleben von Batterien; Kondensatoren, Widerständen, Induktivitäten und Oberflächenbeschichtungen. ③ Gold-, Schmuck-, Kunsthandwerks- und Sportartikelindustrie: Epoxidharz kann für Schilder, Schmuck, Markenzeichen, Beschläge, Schläger, Angelzubehör, Sportartikel, Kunsthandwerk und andere Produkte verwendet werden. ④ Optoelektronikindustrie: Epoxidharz wird zum Verkapseln, Füllen und Verkleben von Leuchtdioden (LEDs), Digitalröhren, Pixelröhren, elektronischen Displays, LED-Beleuchtung und anderen Produkten eingesetzt. ⑤ Bauindustrie: Es wird auch in der Straßen-, Brücken-, Boden-, Stahlbau-, Hoch- und Tiefbauindustrie, im Wandbeschichtungsbau, im Dammbau, im Ingenieurbau, bei der Restaurierung von Kulturdenkmälern und in anderen Branchen weit verbreitet eingesetzt. ⑥ Klebstoffe, Dichtstoffe und Verbundwerkstoffe: z. B. für Windkraftanlagenflügel, Kunsthandwerk, Keramik, Glas und andere Arten der Verbindung von Materialien, Kohlenstofffaser-Verbundwerkstoffe, Abdichtung von mikroelektronischen Bauteilen usw.
(IV) Die Eigenschaften vonEpoxidharzkleber
1. Epoxidharzklebstoffe basieren auf der Aufbereitung oder Modifizierung der Eigenschaften von Epoxidharz, sodass ihre Leistungsparameter den spezifischen Anforderungen entsprechen. Üblicherweise benötigt ein Epoxidharzklebstoff auch einen Härter und muss gleichmäßig vermischt werden, um vollständig auszuhärten. Im Allgemeinen wird der Epoxidharzklebstoff als A-Klebstoff oder Hauptbestandteil und der Härter als B-Klebstoff oder Härter bezeichnet.
2. Zu den wichtigsten Eigenschaften des Epoxidharzklebstoffs vor der Aushärtung gehören: Farbe, Viskosität, Dichte, Mischungsverhältnis, Gelierzeit, Verarbeitungszeit, Aushärtezeit, Thixotropie (Fließstopp), Härte, Oberflächenspannung usw. Viskosität: Sie beschreibt den inneren Reibungswiderstand des Kolloids im Fließzustand und wird durch die Art des Stoffes, die Temperatur, die Konzentration und weitere Faktoren bestimmt.
GelierzeitDie Aushärtung von Klebstoff ist der Prozess der Umwandlung von flüssig zu fest, von Beginn der Reaktion des Klebstoffs bis zum kritischen Zustand des Gels, der zur Verfestigung tendiert, wobei die Gelierzeit von der Mischungsmenge des Epoxidharzklebers, der Temperatur und anderen Faktoren abhängt.
ThixotropieDiese Eigenschaft bezieht sich auf das Kolloid, das äußeren Kräften (Schütteln, Rühren, Vibrationen, Ultraschallwellen usw.) ausgesetzt ist, wobei die äußere Kraft von dickflüssig nach dünnflüssig wirkt. Wenn die äußeren Faktoren aufhören, kehrt das Kolloid in seinen ursprünglichen Zustand zurück, wenn die Konsistenz des Phänomens wiederhergestellt ist.
HärteDie Härte beschreibt den Widerstand eines Materials gegen äußere Einwirkungen wie Prägen und Kratzen. Je nach Prüfverfahren werden verschiedene Härten gemessen, z. B. Shore-, Brinell-, Rockwell-, Mohs-, Barcol- und Vickers-Härte. Der Härtewert und der Härteprüfgerätetyp hängen vom verwendeten Gerät ab. Shore-Härteprüfgeräte sind einfach aufgebaut und eignen sich für die Qualitätskontrolle in der Produktion. Man unterscheidet zwischen Typ A, Typ C und Typ D. Typ A dient der Messung weicher Kolloide, Typ C und D der Messung halbfester und harter Kolloide.
OberflächenspannungDie Anziehungskraft zwischen den Molekülen innerhalb einer Flüssigkeit bewirkt, dass die Moleküle an der Oberfläche nach innen gerichtet sind. Diese Kraft bewirkt, dass die Flüssigkeit ihre Oberfläche so weit wie möglich verringert und parallel zur Oberfläche gerichtete Kräfte ausbildet – die sogenannte Oberflächenspannung. Sie ist die gegenseitige Anziehungskraft zwischen zwei benachbarten Oberflächenbereichen einer Flüssigkeit pro Längeneinheit und ein Ausdruck der molekularen Kräfte. Die Einheit der Oberflächenspannung ist N/m. Ihre Größe hängt von der Art, Reinheit und Temperatur der Flüssigkeit ab.
3. die Eigenschaften vonEpoxidharzkleberNach der Aushärtung ergeben sich folgende Haupteigenschaften: Widerstand, Spannung, Wasseraufnahme, Druckfestigkeit, Zugfestigkeit, Scherfestigkeit, Schälfestigkeit, Schlagfestigkeit, Wärmeformbeständigkeit, Glasübergangstemperatur, innere Spannung, chemische Beständigkeit, Dehnung, Schrumpfungskoeffizient, Wärmeleitfähigkeit, elektrische Leitfähigkeit, Witterungsbeständigkeit, Alterungsbeständigkeit usw.
WiderstandDie Widerstandseigenschaften von Materialien werden üblicherweise durch den Oberflächenwiderstand oder den Volumenwiderstand beschrieben. Der Oberflächenwiderstand ist der gemessene Widerstandswert der Fläche zwischen zwei Elektroden und wird in Ω angegeben. Die Form der Elektrode und der Widerstandswert können durch die Berechnung des spezifischen Oberflächenwiderstands pro Flächeneinheit ermittelt werden. Der Volumenwiderstand, auch bekannt als spezifischer Volumenwiderstand oder Volumenwiderstandskoeffizient, beschreibt den Widerstandswert über die Dicke des Materials und ist ein wichtiger Indikator zur Charakterisierung der elektrischen Eigenschaften von dielektrischen oder isolierenden Materialien. Er ist ein wichtiger Kennwert für den Leckstrom pro cm², angegeben in Ω·m oder Ω·cm. Je höher der spezifische Widerstand, desto besser die Isolationseigenschaften.
PrüfspannungDie Durchschlagsfestigkeit, auch bekannt als Spannungsfestigkeit (Isolationsfestigkeit), beschreibt die Wirkung eines Kolloids: Je höher die an den Enden angelegte Spannung ist, desto größer ist die Ladung im Material der elektrischen Feldkraft ausgesetzt und desto wahrscheinlicher ist eine Ionisierung durch Kollisionen, die zum Durchschlag des Kolloids führt. Die niedrigste Spannung, bei der ein Isolator durchschlägt, wird als Durchschlagsspannung bezeichnet. Um ein 1 mm dickes Isoliermaterial zum Durchschlag zu bringen, ist eine Spannung in Kilovolt erforderlich. Diese Spannung wird als Spannungsfestigkeit des Isoliermaterials bezeichnet und in kV/mm angegeben. Isoliermaterial und Temperatur stehen in engem Zusammenhang. Je höher die Temperatur, desto schlechter die Isolationsleistung des Isoliermaterials. Um die Isolationsfestigkeit zu gewährleisten, hat jedes Isoliermaterial eine geeignete maximal zulässige Betriebstemperatur. Unterhalb dieser Temperatur kann das Material sicher und dauerhaft verwendet werden; oberhalb dieser Temperatur altert es schnell.
WasseraufnahmeEs handelt sich um ein Maß dafür, in welchem Ausmaß ein Material Wasser aufnimmt. Es bezeichnet die prozentuale Massenzunahme eines Stoffes, der für eine bestimmte Zeit bei einer bestimmten Temperatur in Wasser eingetaucht wird.
ZugfestigkeitDie Zugfestigkeit ist die maximale Spannung, die beim Dehnen eines Gels bis zum Bruch auftritt. Sie wird auch als Zugkraft oder Zugfestigkeit bezeichnet. Die Einheit ist MPa.
Scherfestigkeit: auch als Scherfestigkeit bekannt, bezeichnet die Einheit der Klebefläche, die der maximalen parallel zur Klebefläche wirkenden Last standhalten kann; üblicherweise wird die Einheit MPa verwendet.
SchälfestigkeitDie Schälfestigkeit, auch bekannt als Schälfestigkeit, ist die maximale Schadenslast pro Breiteneinheit, die ertragen kann, ein Maß für die Kraftkapazität in Linienrichtung; die Einheit ist kN/m.
Verlängerung: bezieht sich auf das Kolloid in der Zugkraft unter der Einwirkung der Längenzunahme der ursprünglichen Länge um den Prozentsatz.
Wärmeformtemperatur: bezeichnet ein Maß für die Wärmebeständigkeit des Aushärtungsmaterials. Dabei wird eine Aushärtungsmaterialprobe in ein isothermes Wärmeübertragungsmedium eingetaucht, das für die Wärmeübertragung geeignet ist. Unter statischer Biegebelastung eines einfach gelagerten Balkens wird die Biegeverformung der Probe gemessen, bis ein bestimmter Temperaturwert erreicht ist. Die Wärmeformbeständigkeitstemperatur wird als Wärmeformbeständigkeitstemperatur oder HDT bezeichnet.
Glasübergangstemperatur: bezeichnet den Übergang des ausgehärteten Materials vom glasartigen Zustand in den amorphen oder hochelastischen oder flüssigen Zustand (oder das Gegenteil des Übergangs) im engen Temperaturbereich um den ungefähren Mittelpunkt, der als Glasübergangstemperatur bekannt ist und üblicherweise in Tg ausgedrückt wird. Sie ist ein Indikator für die Hitzebeständigkeit.
Schrumpfungsration: definiert als das prozentuale Verhältnis der Schrumpfung zur Größe vor der Schrumpfung, wobei die Schrumpfung die Differenz zwischen der Größe vor und nach der Schrumpfung ist.
Innerer Stress: bezieht sich auf das Fehlen äußerer Kräfte, das Kolloid (Material) aufgrund des Vorhandenseins von Defekten, Temperaturänderungen, Lösungsmitteln und anderen Gründen für die innere Spannung.
Chemische Beständigkeit: bezieht sich auf die Fähigkeit, Säuren, Laugen, Salzen, Lösungsmitteln und anderen Chemikalien zu widerstehen.
Flammbeständigkeit: bezieht sich auf die Fähigkeit des Materials, der Verbrennung bei Kontakt mit einer Flamme zu widerstehen oder die Fortsetzung der Verbrennung in einiger Entfernung von einer Flamme zu behindern.
Witterungsbeständigkeit: bezieht sich auf die Einwirkung von Sonnenlicht, Hitze und Kälte, Wind und Regen sowie anderen klimatischen Bedingungen auf das Material.
AlternBei der Verarbeitung, Lagerung und Verwendung von aushärtenden Kolloiden kommt es aufgrund äußerer Einflüsse (Wärme, Licht, Sauerstoff, Wasser, Ionen, mechanische Kräfte und chemische Medien etc.) zu einer Reihe physikalischer oder chemischer Veränderungen. Dies führt zu Vernetzung, Sprödigkeit, Rissbildung, Verklebung, Verfärbung, Blasenbildung, Oberflächenkreidung, Delamination und Abplatzungen. Die mechanischen Eigenschaften des Polymermaterials verschlechtern sich allmählich, und es ist nicht mehr verwendbar. Dieses Phänomen wird als Alterung bezeichnet.
DielektrizitätskonstanteDie Dielektrizitätskonstante (auch als Kapazitätsrate oder induzierte Permittivität bezeichnet) gibt an, wie viel elektrostatische Energie pro Volumeneinheit eines Objekts und pro Potentialgradienten gespeichert werden kann. Je höher die Permeabilität eines Kolloids ist (d. h. je schlechter die Qualität), desto schwieriger ist es, eine vollständige Isolation zu erreichen, wenn zwei Leiter stromdurchflossen werden. Anders ausgedrückt: Je höher die Wahrscheinlichkeit für einen gewissen Leckstrom ist, desto wahrscheinlicher ist es. Daher ist im Allgemeinen eine möglichst niedrige Dielektrizitätskonstante des Isoliermaterials besser. Die Dielektrizitätskonstante von Wasser beträgt 70; bereits geringe Feuchtigkeit kann zu erheblichen Veränderungen führen.
4. die meisten derEpoxidharzkleberEs handelt sich um einen wärmehärtenden Klebstoff mit folgenden Haupteigenschaften: Je höher die Temperatur, desto schneller die Aushärtung; je größer die Mischungsmenge, desto schneller die Aushärtung; der Aushärtungsprozess ist exotherm.
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Veröffentlichungsdatum: 31. Oktober 2024