カチオン重合は、カチオンによって開始される重合反応の一般的な用語を指し、高速硬化速度、高効率、および低エネルギー消費の利点があります。コーティング、インク、接着剤、电子包装、および他の分野で広く使用されているグリーンで环境にやさしい硬化方法です。
環状脂肪族エポキシ樹脂は、通常のビスフェノールAエポキシと比較して、特殊な化学構造のため、カチオン重合を非常に受けやすいです。 反応メカニズムは次のとおりです。
の反応プロセスカチオンエポキシ重合は主に3つの段階に分けられます: チェーン開始、チェーン成長、およびチェーン終了。 カチオン重合のメカニズムの例はここにあります脂環式樹脂開始剤としてジフェニリオドニウム塩を使用する:
開始剤は、照射または加熱条件下で分解して、カチオン、フリーラジカル、およびフリーラジカルとカチオンのペアを生成します。 それらの中で、カチオンおよびフリーラジカル − カチオン対は、反応混合物中のモノマーまたは溶媒と反応して、プロトン酸を生成する。 プロトン酸は、エポキシドモノマーのカチオン開環重合を開始します。 特定のプロセスを次の図に示します。
カチオン重合は、光または熱のいずれかによって開始することができる。 異なる開始条件を除いて、これら2つの開始方法間の開始条件の選択と反応メカニズムの違いは基本的に同じです。 ここでは、カチオン重合の熱的開始について説明する。 カチオン重合の熱的開始は光源によって制限されず、サンプルサイズ、厚さ、形状に関する制約を回避し、接着剤、電子包装、およびその他の分野で広く使用されています。
カチオン重合の熱開始システムは、主にモノマー、開始剤、および開始条件 (熱源) で構成されています。 この系では、主に脂環式エポキシ樹脂をモノマーとして選択することができる。 さらに、開始剤および開始条件のタイプ、量、および変化は、重合速度に影響を及ぼす。 一般に、開始剤の添加量は0.1〜2 wt % であり、この範囲内で開始剤の添加量が増加すると反応速度が増加する。 ただし、開始剤の量が多すぎると、反応速度が大幅に改善されないだけでなく、硬化生成物の性能にも影響します。黄変、変形、脆性など。 反応温度を上げると硬化速度が速くなり、加熱時間が長くなるほど硬化がより完全になる。
この号は、江蘇テトラの典型的な代表製品であるTTA21と熱活性化カチオン開始剤の相関性能評価実験を実施し、無水物硬化システムおよびビスフェノールAエポキシシステムと比較します。 選択された無水物は六水性水素化メチル (MHHPA) であり、選択されたビスフェノールAエポキシはEP128樹脂です。
図1.TTA21熱カチオン/無水物システムのDSC熱放出曲線の比較
図1から、TTA21熱カチオン硬化の反応熱が集中しており、熱放出の開始温度とピーク温度の両方が低いことがわかります。TTA21熱カチオン硬化が無水物硬化よりも高い反応活性を有することを示し、 そしてより低い温度でそしてより短い時間で硬化反応を完了できます。
図2.TTのDSC熱放出曲線の比較A21 /EP128熱カチオン硬化
図2から、TTA21は熱カチオン反応活性の点でEP128よりもはるかに高いことがわかり、脂環式エポキシが熱カチオン硬化により適していることを示しています。一方、ビスフェノールAエポキシの熱カチオン反応活性は低く、その高い粘度のために、 実際の生産用途での熱カチオン硬化には適していません。
次の表1は、熱カチオン硬化におけるTTA21およびEP128の基本的な性能データを示す。 これは、TTA21が熱カチオン硬化に適しているのに対し、EP128は熱カチオン硬化には適していないことを示しています。
表1.熱カチオン硬化におけるTTA21とEP128の基本的な性能データ比較
試験式の基本的な構成は次のとおりです。エポキシ樹脂/熱カチオン開始剤 = 100/0.5
要約すると、脂環式エポキシ樹脂TTA21 (3 4エポキシシクロヘキシルメチル3 4エポキシシクロヘキサンカルボン酸Cas 2386-87-0) は、その特殊な化学構造、高い反応活性、速い硬化速度、高い接着強度、および優れた硬化性能により、熱カチオン硬化に適しています。