什麼是熱固性樹脂
經硬化反應形成3維網狀結構,硬化後加熱也不會熔融的樹脂。環氧樹脂、酚醛樹脂等。
日文名稱: 熱硬化性樹脂
「熱固性樹脂」出現在2領域的2道練習題中(高分子與複合材料, 材料選擇與設計等)。
這個名詞所屬的領域: 高分子與複合材料
經硬化反應形成3維網狀結構,硬化後加熱也不會熔融的樹脂。環氧樹脂、酚醛樹脂等。
日文名稱: 熱硬化性樹脂
「熱固性樹脂」出現在2領域的2道練習題中(高分子與複合材料, 材料選擇與設計等)。
這個名詞所屬的領域: 高分子與複合材料
熱固性樹脂是分子量小的主劑與硬化劑反應,一邊形成三維網狀結構一邊固化。環氧樹脂以胺或酸酐的硬化劑,不飽和聚酯以與苯乙烯的自由基聚合,酚醛樹脂以苯酚與甲醛的縮合而硬化。反應進行到分子連結成整個系統的點稱為凝膠點,之後便不再流動。反應再進行,網狀結構的Tg追上硬化溫度時,分子無法運動而使反應停止,稱為「玻璃化」。
熱塑性樹脂的分子鏈之間只以分子間力相連,因此加熱會流動,可以反覆重新成形。熱固性樹脂的分子鏈之間以共價鍵交聯,因此加熱也不熔融,也不溶於溶劑而只會膨潤。不過熱固性樹脂也有玻璃轉移溫度,超過它時彈性模數大幅下降。環氧樹脂的Tg依硬化劑與硬化條件,從100℃左右到超過200℃都有,耐熱性由交聯密度與硬化程度決定。
硬化不足時Tg低,強度與耐化學性也無法充分提高。因此以DSC量測殘留的反應熱求得硬化度,或以DMA確認Tg,來決定硬化的溫度與時間(硬化條件)。必要時在較高溫度進行後硬化。硬化反應使體積收縮,冷卻又再收縮,因此零件或CFRP內部會產生殘留應力與翹曲。環氧樹脂的硬化收縮較小,適合要求尺寸精度的用途。
熱固性樹脂的耐熱性、尺寸穩定性、電絕緣性優良,用於CFRP的基材、玻璃纖維環氧樹脂的印刷電路板(FR-4)、大量填充二氧化矽的半導體封裝材料、黏著劑、塗料等。1907年貝克蘭發明的酚醛樹脂(電木),是最早的真正合成樹脂。另一方面,無法熔化再成形是回收的大課題,以熱分解或化學分解回收纖維的方法,以及加熱可重組鍵結的類玻璃高分子(vitrimer)的研究正在進行。
不一定。名稱來自加熱硬化後不能復原,但也有在室溫硬化的雙液型環氧樹脂黏著劑,以及以紫外線硬化的樹脂。共同點是硬化後成為交聯的網狀結構。
有。即使是交聯的網狀結構,超過Tg時分子鏈也開始局部運動,彈性模數下降1〜2個數量級而成為橡膠狀。不過因為有交聯而不會流動,再加熱時會在熔化前分解。
硫化橡膠也是交聯的網狀結構,加熱也不會熔化這點相同。不過交聯密度低,Tg遠低於室溫,因此作為在室溫顯示橡膠彈性的彈性體,與硬的熱固性樹脂區別處理。
環氧樹脂、酚醛樹脂等熱固性樹脂,在硬化反應中分子鏈彼此化學鍵結(交聯)成3維網狀結構。
熱固性樹脂的特徵,下列何者正確?熱固性樹脂具有網狀結構,加熱也不會熔化,無法像熱塑性樹脂那樣熔化後重新成型,是難以作為材料再生的材料。
提高產品可回收性的選材與設計方針,下列何者適當?