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干货｜一文了解单组份环氧胶的固化技术

来源：弘埔技术（香港）有限公司 更新时间：2025-01-07 09:20:31 阅读量：328
导读：干货｜一文了解单组份环氧胶的固化技术

在现代工业和科技领域，粘接技术的应用日益广泛，从航空航天到电子设备，从汽车制造到建筑施工，高性能的粘合剂已成为不可或缺的关键材料。

单组份环氧胶作为一种新型高性能粘接材料，凭借其卓越的粘接强度、耐化学性和耐温性，正逐渐取代传统的多组份环氧胶，成为市场上的热门选择。

然而，单组份环氧胶的固化技术复杂多样，如何确保其在不同应用场景下都能发挥最佳性能，是当前研究和应用中的关键问题。

UVEB大平台：今天将全面带您了解和学习单组份环氧胶的固化技术，探讨如何通过优化固化工艺提升粘接性能。详细介绍单组份环氧胶的组成、固化方式及其影响因素，并结合最新研究进展，分析不同固化技术的优势与局限。
单组份环氧胶的固化机理主要依赖于其内部的潜伏性固化剂。这种固化剂在储存过程中保持稳定，但在特定条件下（如湿气、光照、加热或加压）被激活，与环氧树脂发生化学反应，形成坚固的分子网络，从而实现固化。
单组份环氧胶的固化技术作为一项关键技术，使用起来比双组份要方便得多，因此往往会被优先选择。
根据固化方式，单组份环氧胶可以分成以下几种类型：（1）室温湿气固化型；（2）热固化型；（3）阳离子光固化型；（4）微胶囊型。
1、室温湿气固化：
这种类型的环氧胶使用酮亚胺类化合物作为固化剂。酮亚胺在固化过程中会吸收空气中的水气生成胺，进而进攻环氧基团实现聚合反应。
这种固化方式的优点是操作简便，无需加热或光照，但其固化速度较慢，通常用于需要较长时间固化的场合。室温湿气固化型环氧胶因其便捷性和稳定性，在许多非高温要求的场合中被广泛应用。
2、热固化型：
一般可以分为中温固化型和高温固化型，前者固化反应温度为60-140℃，后者为在150 ℃以上固化。此类胶水选用加热致活型固化剂，室温下较为稳定，不溶于环氧树脂，需要加热获得外界能量后，才能熔融分解与环氧树脂反应。
常用潜伏性固化剂有双氰胺、有机酰肼、有机酸酐、咪唑、三氟化硼-胺络合物等，再添加促进剂及其他助剂配制而成。热固化型环氧胶凭借其优异的机械性能和耐久性，成为航空航天和汽车制造中的重要材料。
近期，江南大学马松琪教授团队提出了一种名为“动态交联-可控溶解”的新潜伏固化机制。这种机制通过Diels-Alder加成反应的动态交联，使原本可溶于环氧树脂的高活性胺类固化剂转变为不溶的无活性固化剂，实现了单组分环氧体系在室温下的超长时间储存（理论上永远不会交联）。

当加热至100℃以上时，动态交联的固化剂发生逆Diels-Alder反应而解交联，重新溶于环氧树脂并恢复高固化活性，从而实现中低温下的快速固化。

图1动态交联-可控溶解潜伏固化机制示意图


图2 动态交联潜伏固化剂的制备及表征


图3 单组分环氧体系的潜伏和固化性能


图4单组分环氧固化物制备及性能


这种新型机制不仅解决了单组分环氧体系长期存在的储存稳定性和快速固化之间的矛盾，还为动态交联化学提供了一种新的应用途径。这一成果为单组份环氧胶技术的发展开辟了新的方向，有望在未来推动该领域的进一步创新。

值得注意的是：在单组份环氧胶的热固化过程中，设备选择至关重要。适用于此技术的主要设备包括:
  1. 自动点胶机 ：可根据产品规格定制行程大小，灵活性高。
  2. 高粘度点胶阀 ：专门设计用于处理粘度约为8000CPS的单组份环氧胶，确保良好的流动性和出胶均匀性。
  3. 温度控制系统 ：精确控制固化温度，确保最佳固化效果。
设备的合理选用和配置，能够显著提升单组份环氧胶热固化的效果和效率，满足不同应用场景的需求。
3、阳离子光固化型：
阳离子光固化型环氧胶的固化剂为阳离子光敏化合物即光引发剂，经紫外光照后，能吸收适当波长的光而发生光物理过程至某一激发态，产生的路易斯酸与氢作用生成质子酸，由此产生的正离子活性中心可以引发环氧树脂发生阳离子聚合反应。
常用的光敏剂有芳香重氮盐、二芳基碘鎓盐、芳茂铁盐及三芳基硫鎓盐等。与自由基固化相比，它们对光高度敏感，且不受氧气阻聚的影响，固化时体积收缩率低，有良好的热稳定性，良好的光固化促进作用，移走光源后还可以继续反应。
4、微胶囊型：
利用某些成膜材料将胶粘剂的一种组分包裹成胶囊，使胶可稳定贮存。通过加热、加压或化学处理使胶囊破裂，释放出里面的组分胶粘剂即可固化。微胶囊的囊膜不能与组分发生反应或混溶，并且囊膜要有合适的厚度及强度，以防在运输途中破裂造成不必要的损失。
目前，微胶囊类单组分环氧胶粘剂中的成膜剂包括纤维素、明胶、聚乙烯醇、聚酯、聚砜等。微胶囊型固化剂的应用也使得环氧胶在储存和运输过程中更加稳定，避免了传统固化剂可能带来的环境污染问题。
上述这些固化技术各有优缺点，选择时需根据具体的应用场景和需求来决定。UVEB大平台：科研人员将通过不断优化配方和固化工艺，开发出更多符合可持续发展理念的高性能环氧胶产品，将是行业发展的必然方向。同时，结合先进的制造技术和智能化管理系统，将为单组份环氧胶的应用开辟更广阔的空间，助力更多工业领域的创新与发展。

欢迎转载，但请标明出处：UVEB大平台 

注：本文部分素材来自于网络公开信息，由作者重新编写，系作者个人观点，本平台发布仅为了传达一种不同观点，不代表对该观点赞同或支持。如果有任何问题，请联系我们。


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