CTBN, ATBN ir HTPN epoksidinių klijų grūdinimo savybių lyginamasis tyrimas

Svarbiausios išvados

• CTBN žymiai padidina epoksidinės dervos tvirtumą, padidinant smūgio stiprumą daugiau nei 692 %. Todėl tai yra puikus pasirinkimas daugeliui pritaikymų.
• Naudojant tinkamą CTBN kiekį, apie 20 %, optimizuojamas lankstumas ir tvirtumas nepakenkiant stiprumui. Geriausių rezultatų galima pasiekti išbandžius skirtingus kiekius.
• CTBN yra plačiai prieinamas ir lengvai maišomas su epoksidine derva, todėl tai praktiškas pasirinkimas įvairiems projektams. ATBN arba HTTPN konkretiems poreikiams, tačiau CTBN paprastai yra pageidaujamas.

CTBN, ATBN ir HTPN epoksidinių klijų grūdinimo savybių lyginamasis tyrimas

Kas yra CTBN?

CTBN reiškia karboksilo grupe užbaigtą butadieno akrilonitrilą. Ši medžiaga yra skystas kaučiukas, kurį mokslininkai naudoja epoksidinėms dervoms tvirtinti. CTBN grandinės galuose yra karboksilo grupių. Šios grupės padeda CTBN reaguoja su epoksidinėmis dervomisCTBN molekulinė masė paprastai yra nuo 2000 iki 3000. Žmonės dažnai renkasi CTBN, nes jis pagerina epoksidinių dervų lankstumą ir smūgio stiprumą. Lyginamajame CTBN epoksidinių dervų atsparumo smūgiams tyrime tyrėjai nustatė, kad CTBN gali žymiai padidinti epoksidinių dervų atsparumą smūgiams.

Kas yra ATBN?

ATBN reiškia aminogrupėmis užbaigtą butadieno akrilonitrilo junginį. Ši medžiaga yra dar vienas skysto kaučiuko tipas. ATBN grandinės galuose turi aminogrupes. Šios grupės padeda ATBN kitaip reaguoti su epoksidinėmis dervomis nei CTBN. Daugumoje tyrimų ATBN neturi nurodytos molekulinės masės. Žmonės naudoja ATBN, siekiant pagerinti epoksidinės dervos tvirtumą, tačiau geriausiai tai veikia ypatingais atvejais. Lyginamajame CTBN, ATBN ir HTPN epoksidinių dervų grūdinimo našumo tyrime ATBN kai kuriais atvejais rodo gerus rezultatus.

Kas yra HTTPN?

HTPN reiškia hidroksilo grupėje esantį polibutadieno nitrilą. Ši medžiaga taip pat yra skystas kaučiukas. HTPN grandinės galuose turi hidroksilo grupes. Šios grupės padeda HTPN jungtis su epoksidinėmis dervomis. HTPN yra retesnis nei CTBN ir ATBN. Žmonės naudoja HTPN, kai jiems reikia specialių savybių epoksidinėms dervoms. HTPN gali padaryti epoksidinę dervą lankstesnę ir tvirtesnę, tačiau ji nėra tokia populiari kaip CTBN.

Kaip šie modifikatoriai kietina epoksidinę dervą?

CTBN, ATBN ir HTTPN visi jie padeda epoksidines dervas padaryti tvirtesnes. Jie tai daro keliais pagrindiniais būdais:

• CTBN sudaro cheminius ryšius su epoksidu. CTBN karboksilo grupės reaguoja su epoksidu ir sudaro stiprius esterio ryšius.
• Kietėjimo metu CTBN epoksidinės dervos viduje suskyla į mažytes gumos daleles. Šis procesas vadinamas mikrofazių atskyrimu. Šios dalelės padeda sugerti energiją, kai epoksidinė derva yra smūgiuojama arba sulenkiama.
• Gumos dalelių paviršius padeda epoksidinė klijavimo medžiaga geriau prilimpa su kitomis medžiagomis, tokiomis kaip anglies pluoštas. Tai sukuria tvirtą jungtį ir padeda epoksidinei dervai atsispirti plyšimui.
• ATBN ir HTPN veikia panašiai, tačiau jų galinės grupės (amino arba hidroksilo) keičia jų reakciją su epoksidine derva. Tai gali turėti įtakos galutinėms dervos savybėms.

Žmonės dažnai naudoja skirtingus šių modifikatorių kiekius, kad gautų geriausius rezultatus. Pavyzdžiui:

• Pridėjus daugiau CTBN, galima padidinti epoksidinės dervos kietėjimo temperatūrą. Tai taip pat gali sumažinti reakcijai reikalingą energiją.
• Jei kas nors prideda per daug CTBN, epoksidinė derva gali prarasti dalį stiprumo. Geriausias tvirtumas paprastai pasiekiamas, kai CTBN kiekis yra apie 20 %.
• Esant 20 % CTBN, epoksidinė derva labiau išsitempia prieš lūždama. Tai reiškia, kad ji gali sugerti daugiau energijos ir yra mažiau linkusi įtrūkti.

Patarimas: tinkamas modifikatoriaus kiekis priklauso nuo darbo. Per mažas kiekis gali nepakankamai sustiprinti epoksidinę dervą. Per didelis kiekis gali ją susilpninti.

Lyginamasis CTBN epoksidinių dervų grūdinimo savybių tyrimas rodo, kad CTBN daugeliu atvejų užtikrina geriausią tvirtumo ir stiprumo pusiausvyrą. ATBN ir HTTPN gali gerai tikti specialiems poreikiams, tačiau CTBN yra dažniausiai pasirenkamas.

Kaip CTBN, ATBN ir HTPN veikia epoksidinėse dervose

CTBN grūdinimo mechanizmas

CTBN keičia epoksidinių dervų elgseną. Mokslininkai prideda CTBN prie epoksidinės dervos, ir ji dervos viduje suformuoja mažas gumos daleles. Šios dalelės padeda epoksidinei dervai sugerti energiją, kai ji yra smūgiuojama arba sulenkiama. Karboksilo grupės CTBN grandinių galuose reaguoja su epoksidine derva, sudarydamos stiprius ryšius. Ši reakcija sukuria tinklą, kuris laiko gumos daleles vietoje. Rezultatas yra epoksidinė derva, kuri labiau linksta prieš lūždama. Daugelis tyrėjų, atlikusių lyginamąjį tyrimą apie... CTBN epoksidinės dervos grūdinimo savybės nustatyta, kad CTBN pasižymi geriausiu tvirtumo ir stiprumo deriniu.

Pastaba: CTBN veikia gerai, nes tolygiai pasiskirsto epoksidinėje dervoje ir sudaro tvirtus ryšius.

ATBN grūdinimo mechanizmas

ATBN naudoja amino grupes, kad reaguotų su epoksidinėmis dervomis. Šios grupės padeda ATBN jungtis su epoksidine derva kietėjimo metu. ATBN taip pat sudaro gumos daleles, tačiau jo jungimosi būdas skiriasi nuo CTBN. Amino grupės gali pagreitinti epoksidinės dervos kietėjimą. ATBN pagerina tvirtumą, tačiau geriausiai veikia ypatingais atvejais. Kai kurie vartotojai renkasi ATBN, kai jiems reikia greitesnio kietėjimo arba specialaus sukibimo.

• ATBN gali padaryti epoksidinę dervą lankstesnę.
• Jis gali nesuteikti tokio pat smūgio stiprumo kaip CTBN.

HTPN grūdinimo mechanizmas

HTPN naudoja hidroksilo grupes, kad sujungtų epoksidinę dervą. Šios grupės padeda HTPN gerai susimaišyti su derva. HTPN sudaro gumines daleles, kaip ir CTBN bei ATBN. Hidroksilo grupės gali padidinti epoksidinės dervos lankstumą. HTPN yra retesnis, tačiau jis padeda, kai vartotojams reikia specialių savybių. HTPN gali pagerinti tvirtumą, tačiau bendram naudojimui jis gali neveikti taip gerai kaip CTBN.

CTBN epoksidinių klijų grūdinimo savybių lyginamasis tyrimas: mechaniniai ir praktiniai skirtumai

Mechaninių savybių palyginimas

CTBN, ATBN ir HTPN skirtingai keičia epoksidinių dervų mechanines savybes. CTBN išsiskiria savo gebėjimu padidinti tiek tvirtumą, tiek lankstumą. Pridėjus CTBN, epoksidinė derva gali sugerti daugiau energijos prieš sulūždama. Tai reiškia, kad medžiaga yra mažiau linkusi įtrūkti veikiant įtempiui. ATBN taip pat pagerina tvirtumą, tačiau nepadidina smūgio stiprumo tiek, kiek CTBN. HTPN padeda epoksidinei dervai tapti lankstesnei, tačiau neprilygsta CTBN suteikiamam tvirtumui.

Lyginamajame CTBN epoksidinių dervų grūdinimo našumo tyrime tyrėjai nustatė, kad CTBN modifikuotos epoksidinės dervos pasižymi dideliu smūgio stiprumo padidėjimu. CTBN susidariusios gumos dalelės padeda epoksidinei dervai lenktis, o ne lūžti. ATBN ir HTTPN gerai tinka specialiems poreikiams, tačiau CTBN suteikia geriausią pusiausvyrą daugumai naudojimo atvejų.

Suderinamumas su epoksidine derva

Svarbu, kaip kiekvienas modifikatorius maišosi su epoksidine derva. Geras suderinamumas reiškia, kad modifikatorius tolygiai pasiskirsto ir sudaro tvirtą jungtį su derva.

• CTBN padidina epoksidinių dervų formulių kietėjimo maksimalią temperatūrą (Tp).
• CTBN sumažina bendrą reakcijos entalpiją (ΔH), o tai reiškia, kad reakcijai sunaudojama mažiau energijos.
• CTBN modifikuotos sistemos pasižymi aukštesne Tp (pavyzdžiui, C25: Tp = 167,4 °C) ir mažesne ΔHm (pavyzdžiui, ΔHm = 264,6 J g−1), palyginti su gryna epoksidine derva.
• Pridėjus CTBN, žymiai padidėja klampumas, o tai turi įtakos epoksidinės dervos apdorojimo lengvumui.
• CTBN modifikuotos epoksidinės dervos gelio stingimo laikas yra ilgesnis (apie 18 minučių) nei grynos epoksidinės dervos.
• h-BN buvimas gelio stingimo laiką labai nekeičia, todėl CTBN vis tiek gali užtikrinti subalansuotą veikimą.

CTBN gerai veikia su daugelio tipų epoksidinėmis dervomis. Dėl šios priežasties jis yra populiarus pasirinkimas atliekant lyginamąjį CTBN epoksidinių dervų atsparumo tyrimą. ATBN ir HTPN taip pat galima maišyti su epoksidine derva, tačiau jų poveikis kietėjimui ir galutinėms savybėms skiriasi.

Apdorojimas ir tvarkymas

Apdorojimas ir naudojimas yra svarbūs visiems, naudojantiems šiuos modifikatorius. CTBN keičia epoksidinės dervos elgseną maišymo ir kietėjimo metu.

CTBN grūdinimo mechanizmas apima reakciją prepolimero sintezės metu, kai CTBN reaguoja su epoksidine derva ir sudaro blokinį kopolimerą. Šis procesas pagerina kompozito mechanines savybes, sukurdamas disperguotą gumos fazę, kuri padidina tvirtumą.

CTBN reikšmingai veikia epoksidinės dervos klampumą ir stingimo laiką, o klampumas pastebimai padidėja didėjant CTBN kiekiui, o tai apsunkina apdorojimą. Neskiestos epoksidinės dervos stingimo laikas yra apie 18 minučių, tačiau pridėjus CTBN, ši trukmė pailgėja dėl padidėjusio klampumo ir fazės morfologijos pokyčių.

CTBN naudojantys žmonės turi jį gerai sumaišyti, kad gautų geriausius rezultatus. Didesnis klampumas gali apsunkinti liejimą ir tepimą. Ilgesnis stingimo laikas reiškia, kad vartotojai turi daugiau laiko dirbti su epoksidine derva, kol ji sukietėja. ATBN ir HTPN klampumas ir stingimo laikas gali nepakisti taip stipriai kaip CTBN, todėl kai kuriais atvejais juos lengviau naudoti.

Kaina ir prieinamumas

CTBN lengva rasti ir nusipirkti. Daugelis įmonių gamina CTBN, nes jis gerai veikia su įvairiomis epoksidinėmis dervomis. Šis platus prieinamumas daro CTBN geriausiu pasirinkimu pramonei. CTBN stabilumas epoksidinėse dervose reiškia, kad iš jos pagaminti produktai kiekvieną kartą elgiasi taip pat. Taip pat galima įsigyti ATBN ir HTPN, tačiau jie gali kainuoti daugiau arba juos sunkiau rasti. Kai kurie vartotojai renkasi ATBN arba HTPN specialiems darbams, tačiau dauguma renkasi CTBN bendram naudojimui.

Lyginamasis CTBN epoksidinių klijų grūdinimo savybių tyrimas rodo, kad CTBN yra pageidaujamas modifikatorius dėl daugelio priežasčių. Jis pasižymi stipriomis mechaninėmis savybėmis, geru suderinamumu ir lengvu prieinamumu pirkėjams.

Kodėl CTBN dažnai yra pageidaujamas modifikatorius

Pagrindiniai CTBN privalumai

CTBN išsiskiria kaip geriausias pasirinkimas epoksidinių dervų grūdinimui. Daugelis tyrėjų ir pramonės specialistų renkasi CTBN, nes jis siūlo keletą svarbių privalumų:

• CTBN gerai maišosi su nesukietėjusiomis epoksidinėmis dervomis. Dėl šios savybės CTBN lengva įlašinti į epoksidinę dervą prieš jai sukietėjant.
• Kietėjimo metu CTBN suskyla į mažas, apvalias daleles. Šios dalelės padeda epoksidinei dervai sugerti energiją ir atsispirti įtrūkimams.
• CTBN veikia kaip plastifikatorius. Jis sumažina epoksidinės dervos stiklėjimo temperatūrą (Tg). Dėl šio pokyčio epoksidinė derva tampa lankstesnė ir pagerina jos atsparumą smūgiams.

CTBN padeda kurti epoksidines medžiagas, kurios yra ir tvirtos, ir lanksčios. Dėl šių savybių CTBN yra populiarus pasirinkimas daugeliui sričių – nuo ​​statybų iki elektronikos.

CTBN apribojimai

CTBN taip pat turi tam tikrų trūkumų, į kuriuos vartotojai turėtų atsižvelgti. Tyrimai rodo, kad CTBN gali sukelti didelių klampumo problemų. Pridėjus CTBN, mišinys tampa daug tirštesnis. Dėl padidėjusio klampumo gali būti sunkiau įmaišyti kitų priedų. CTBN taip pat pailgina gelio gelio laiką kietėjimo proceso metu. Ilgesnis stingimo laikas reiškia, kad epoksidinei dervai reikia daugiau laiko sukietėti, o tai gali sulėtinti gamybą. Šie veiksniai gali apriboti CTBN modifikuotų epoksidinių dervų naudojimo būdus ir vietas. Vartotojai turi suderinti tvirtumo ir lankstumo privalumus su apdorojimo iššūkiais.

Tinkamo modifikatoriaus pasirinkimas jūsų programai

Geriausias pasirinkimas bendram naudojimui

CTBN gerai tinka daugumai epoksidinių grūdinimo poreikių. Daugelis inžinierių ir mokslininkų renkasi CTBN, nes jis pagerina tiek stiprumą, tiek lankstumą. CTBN reaguoja su epoksidine derva ir sudaro blokinį kopolimerą. Ši reakcija sukuria stiprius ryšius sąsajoje, kurie padeda medžiagai atsispirti plyšimui. Kai CTBN naudojamas tinkamu lygiu, pavyzdžiui, 25 %, epoksidinė derva gali padidėti 33 % tempiamojo šlyties stiprumo ir 528 % padidėjusio smūgio stiprumo. CTBN taip pat padeda kurti kompozitus su anglies pluoštu, veikdamas skirtingais masteliais, kad medžiaga būtų tvirtesnė. Dėl šių savybių CTBN yra patikimas pasirinkimas daugeliui projektų.

Kada apsvarstyti ATBN arba HTTPN

Kai kuriems projektams reikalingos specialios savybės. ATBN gali padėti, kai greitesnis išgydymas yra svarbus arba kai vartotojas nori didesnio lankstumo. HTPN gerai veikia, jei tikslas yra padidinti lankstumą neprarandant per daug stiprumo. Tiek ATBN, tiek HTPN gali būti naudingi unikalioms reikmėms, pavyzdžiui, elektronikai ar dangoms, kurioms reikalingas papildomas minkštumas. Prieš pasirinkdami šiuos modifikatorius, vartotojai turėtų atsižvelgti į galutinio produkto poreikius.

Patarimai, kaip pasirinkti grūdinimo priemonę

Tinkamo modifikatoriaus pasirinkimas reikalauja kruopštaus apgalvojimo. Daugelis žmonių daro klaidų rinkdamiesi remdamiesi tik populiariais terminais arba naudodami per daug modifikatoriaus. Kiti pamiršta patikrinti, kaip modifikatorius maišosi ir pasiskirsto epoksidinėje dervoje. Štai keli patarimai:

• Patikrinkite, kaip modifikatorius veikia apdorojimą, pvz., maišymą ir kietėjimą.
• Išbandykite skirtingus kiekius, kad rastumėte geriausią tvirtumo ir stiprumo pusiausvyrą.
• Pažiūrėkite, kaip gerai modifikatorius pasiskirsto epoksidinėje dervoje.
• Nesitikėkite, kad vienas modifikatorius išspręs visas problemas.
• Visada pritaikykite modifikatorių prie projekto poreikių.

Patarimas: Kruopštus testavimas ir vertinimas lemia geresnius rezultatus ir mažiau netikėtumų.

---

CTBN suteikia epoksidinėms dervoms didelį tvirtumą ir lengvą apdorojimą. Dauguma vartotojų renkasi CTBN bendriems projektams. ATBN ir HTTPN geriau tinka specialiems poreikiams. Prieš pasirinkdami modifikatorių, vartotojai visada turėtų patikrinti savo projekto reikalavimus dėl tvirtumo, tvarkymo ir kainos.

Patarimas: teisingas pasirinkimas lemia geresnius rezultatus.

DUK

Ką reiškia CTBN?

CTBN reiškia karboksilo grupėje terminuotą butadieno akrilnitrilą. Mokslininkai jį naudoja epoksidinių dervų tvirtumui ir lankstumui padidinti.

Ar CTBN galima maišyti su bet kokia epoksidine derva?

Dauguma epoksidinių dervų gerai veikia su CTBN. Vartotojai visada turėtų pirmiausia išbandyti nedidelę partiją, kad įsitikintų, jog gerai susimaišo ir veikia.

Ar CTBN keičia epoksidinės dervos spalvą?

CTBN paprastai spalva labai nekeičia. Kai kurios dervos, įpylus CTBN, gali atrodyti šiek tiek drumstos, tačiau šis poveikis yra nedidelis.