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雙酚A型環(huán)氧樹脂的結(jié)構(gòu)與性能特點
在環(huán)氧樹脂的各種應(yīng)用領(lǐng)域中,終端性能由環(huán)氧樹脂固化產(chǎn)品提供。環(huán)氧樹脂固化產(chǎn)物的性能取決于固化產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)。固化產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)和形成取決于環(huán)氧樹脂的結(jié)構(gòu)和性能、固化劑的結(jié)構(gòu)和性能、添加劑的結(jié)構(gòu)和性能以及環(huán)氧樹脂的固化過程。本文首先介紹了雙酚a環(huán)氧樹脂的結(jié)構(gòu)對環(huán)氧樹脂及其固化產(chǎn)物性能的影響。
1.雙酚a環(huán)氧樹脂的大分子結(jié)構(gòu)具有以下特點:
(1)大分子的兩端都是反應(yīng)性強的環(huán)氧基團。
(2)分子主鏈上有許多醚鍵,為線性聚醚結(jié)構(gòu)。
(3)在具有較高N值的樹脂的分子鏈中,大量的仲羥基有規(guī)則地且相隔很遠地出現(xiàn),這可以被認為是長鏈多元醇。
(4)主鏈上還有大量的苯環(huán)、亞和。
2.雙酚a環(huán)氧樹脂的每個結(jié)構(gòu)單元賦予樹脂以下功能:環(huán)氧基和羥基賦予樹脂反應(yīng)性,使固化后的樹脂具有很強的內(nèi)聚力和附著力。醚鍵和羥基是極性基團,有助于改善潤濕性和附著力。醚鍵和碳碳鍵使大分子變得柔韌。苯環(huán)賦予聚合物耐熱性和剛性。也賦予大分子一定的剛性。碳氧鍵的鍵能很高,因此提高了耐堿性。因此,雙酚a環(huán)氧樹脂的分子結(jié)構(gòu)決定了其具有以下特性的性能:
(1)它是熱塑性樹脂,但具有熱固性。它可以與各種固化劑、催化劑和添加劑形成各種性能優(yōu)異的固化產(chǎn)品,幾乎可以滿足各種應(yīng)用要求。
(2)樹脂工藝性好。當固化時,它基本上不產(chǎn)生小分子揮發(fā)物,并且可以在低壓下成型??扇苡诟鞣N溶劑。
(3)固化產(chǎn)物具有高強度和結(jié)合強度。
(4)固化產(chǎn)物具有較高的耐腐蝕性和電性能。
(5)固化產(chǎn)物具有一定的韌性和耐熱性。
(6)主要缺點是:耐熱性和韌性低,耐濕熱性和耐候性差。
環(huán)氧樹脂在橋面鋪裝防水層中的應(yīng)用研究
近年來,我國大跨度橋梁建設(shè)發(fā)展迅速,但橋面容易出現(xiàn)早期損壞,尤其是路面損壞。橋面鋪裝防水粘結(jié)層的損壞是導(dǎo)致鋪裝層病害的主要原因。橋面病害如鼓包、凈裂縫、裂縫、瀝青面層剝離、瀝青面層與橋面分離、橋梁主體鋼筋銹蝕等,直接關(guān)系到橋面的防水排水能力。因此,作為橋梁施工過程中的一個重要環(huán)節(jié),防水粘結(jié)層的設(shè)計非常重要,而環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的力學性能,附著力強,穩(wěn)定性好。使用環(huán)氧樹脂作為防水粘結(jié)層的下密封層是一種較好的方法。本文選擇了典型的橋面鋪裝防水體系結(jié)構(gòu),研究了幾種環(huán)氧樹脂原材料的性能和不同的組合方案,并結(jié)合實際工程應(yīng)用評價了環(huán)氧樹脂在橋面鋪裝防水層中的應(yīng)用效果。
原材料性能測試
材料選擇
試驗中粗骨料為玄武巖,礦粉和細骨料為石灰石,攤鋪層為GA-10瀝青混凝土,即澆注混凝土。它是一種依靠自身流動性達到密實度的瀝青混合料??紫堵市∮?%,具有良好的防水性能。根據(jù)《公路鋼箱梁橋面鋪裝設(shè)計與施工技術(shù)指南》,參照國外規(guī)范,符合相應(yīng)的技術(shù)標準。
混凝土路面防水系統(tǒng)方案為“GA-10混凝土環(huán)氧防水粘結(jié)層橋面”。測試中使用的三種不同類型的環(huán)氧樹脂分別是甲、乙和丙。
剪切強度試驗
(1)試驗期間防水層的抗剪性能影響橋面鋪裝的整體性能。測試是用一臺10,000升的能量測試機進行的。根據(jù)方案,分別應(yīng)用環(huán)氧樹脂A,澆注GA-10混合物,制備粘接層結(jié)構(gòu)試件。試件尺寸為10Cm×10Cm。每組3個試樣在測試前在室溫下固化24小時。
(2)測試結(jié)果對8種不同方案進行了測試,取每組3項測試的平均值。可以看出,防水層的抗剪強度隨著環(huán)氧樹脂含量的增加而增加。同時,加入碎石后,粘結(jié)層的碎石之間存在一定的咬合力和擠壓力,從而增強防水層的抗剪切能力。
結(jié)論
研究了三種不同類型的環(huán)氧樹脂材料以及改變環(huán)氧含量、添加和不添加碎石對防水粘結(jié)層路用性能的影響,得出以下結(jié)論:
(1)在三種環(huán)氧樹脂中,環(huán)氧A的,環(huán)氧B的高溫性能不足,不適合澆注式瀝青混合料攤鋪系統(tǒng);除C外的三種低溫性能稍有不足,其余均滿足要求。在透水性方面,乙丙環(huán)氧樹脂在低用量下防水性能較差,三種環(huán)氧樹脂的拉伸強度均滿足要求。
(2)環(huán)氧含量的增加可以提高L型防水粘結(jié)層的抗拉強度和抗剪強度,合適的環(huán)氧含量可根據(jù)工程實際情況確定。添加碎石可以明顯提高環(huán)氧樹脂防水粘結(jié)層的抗剪和抗拔強度。在實際應(yīng)用中,建議碎石粒徑為0.6~1.18mm,用量為0.3~0.8kg/m2。
如何選擇一個好的水性環(huán)氧產(chǎn)品?
談到水性環(huán)氧樹脂,我們必須提到環(huán)氧樹脂。我們經(jīng)常使用環(huán)氧樹脂,并且經(jīng)常談?wù)摥h(huán)氧樹脂。什么是環(huán)氧樹脂?環(huán)氧樹脂是指分子中含有兩個或多個環(huán)氧基團的有機聚合物。大多數(shù)環(huán)氧樹脂的相對分子質(zhì)量較低,其分子結(jié)構(gòu)以分子鏈中的活性環(huán)氧基團為特征。環(huán)氧樹脂是指熱塑性樹脂,單獨使用沒有實際應(yīng)用價值。然而,由于分子結(jié)構(gòu)中含有活性環(huán)氧基團,它們可以與各種類型的固化劑交聯(lián),形成具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不溶性和非熔融性聚合物,從而顯示出環(huán)氧樹脂優(yōu)異的物理、化學性能和實際應(yīng)用價值。因此,在實際應(yīng)用中,環(huán)氧固化劑是必不可少的,其重要性得到了強調(diào)。換句話說,環(huán)氧樹脂主要包含環(huán)氧樹脂和環(huán)氧固化劑,通常稱為雙組分或B組分環(huán)氧樹脂。單組分環(huán)氧樹脂被認為是單組分環(huán)氧樹脂,因為它預(yù)先在環(huán)氧樹脂中加入了潛在的環(huán)氧固化劑,使用時間長,但儲存期仍然有限。然而,環(huán)氧酯是指將部分環(huán)氧樹脂合成為其他樹脂,其性能更接近于要合成的其他樹脂。例如,無論使用方法或性能如何,環(huán)氧丙烯酸酯都更接近丙烯酸。因為環(huán)氧樹脂是雙組分產(chǎn)品,所以存在環(huán)氧樹脂和環(huán)氧固化劑的比例問題,而且環(huán)氧固化劑的種類很多(這也反映了環(huán)氧固化劑相對于環(huán)氧樹脂的重要性)。該數(shù)據(jù)僅討論胺固化劑。理論上,環(huán)氧樹脂與環(huán)氧固化劑的配比是等當量比,等重量比等于環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當量(總量)與固化劑的胺氫當量(總量)。如果一種組分較少,另一種組分的剩余部分不參與交聯(lián)反應(yīng),不能反映其值,因此雙組分環(huán)氧樹脂的比例也很重要。