固化速率

更新时间:2022-08-25 14:13

固化速率指热固性树脂从液态转变为固态的反应速率,通常以单位时间内固化物硬度的变化来表示。固化速率与温度、压力、交联剂和催化剂等都有密切的关系,并对产品性能有很大影响,以催化剂影响较大。一般可以通过控制反应条件来控制固化速度,以提高产品性能

简介

固化速率是指塑料从塑化状态经过化学交联反应转变成固化状态的速度。它是热固性塑料成型时特有的工艺性能。固化速率高,即在单位时间内物料的交联程度高。

固化速率主要由热固性塑料的交联反应性质决定,并受成型前的预热、预压情况以及成型工艺条件如模压温度和压力等多种因素的影响。固化速率随模压成型温度的升高而增大;预压料经过高频预热后,固化速率显著加快。

塑料的固化速率应当适中,过慢则成型周期长,生产效率低;过快会使塑料在尚未充满模具型腔就已固化,导致制品报废。通常对于形状复杂的制品,固化速率应适当减慢。

固化速率曲线图

固化速率是指单位时间t物料固化度的变化率。固化速率是固化度c和温度T的函数。固化速率高,即在单位时间内物料的交联程度大,固化速率可通过相同的模压条件,在不同的模压时间下进行试验之后,比较样品的性能指标来确定。

如图1所示是不饱和聚酯树脂等温固化特性关系曲线图。从图1中可以看出,模压成型初期固化速率逐渐加快,特别是曲线中点附近处的固化速率特别高。而后逐渐趋于缓慢,曲线呈平坦状,即固化速率随固化程度的逐渐增大呈先升后降的变化规律。固化反应速率也随着成型温度的升高而增大。

固化速率的影响

提高固化速率,有利于提高生产效率。例如有时为了加速模压料的固化,在成型时加入固化剂、引发剂或促进剂。如环氧树脂加入胺类固化剂,酚醛类树脂加入苯磺酰氯固化剂,在不饱和聚酯树脂中加入有机过氧化物作为引发剂都可以提高模压成型时的固化速率。

固化速率的快慢取决于模压树脂中低分子量级向高分子量级产物转化的速率,即固化速率与树脂的分子结构有关。如热塑性酚醛树脂因分子量较低,支链少,固化剂容易与活性基团反应,所以固化速度快。如果分子量大、粘度高,则固化速度慢。

某些无机填料对模塑粉固化速率也有一定的影响,如镁的氯化物或氢氧化物便能加速酚醛模塑粉的固化。预压温度高、时间长、则固化速度快。预压料经高频预热后固化速度显著加快。剪切应力具有应力活化作用,它。能降低树脂分子间的反应活化能,从而提高固化速度。

总之,固化速率的快慢与树脂结构、配方、制品的结构、成型工艺、模压温度和压力等因素有密切关系。对固化速率的控制应在适当的范围内。若固化速率小,固化时间长,成型周期长。如果固化速率大、物料可能在未完全充满型腔之前已交联固化、流动性差,难以成型。

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