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La polimerizzazione cationica si riferisce al termine generale per le reazioni di polimerizzazione attivate da cations, che hanno i vantaggi di una velocità di polimerizzazione rapida, alta efficienza e basso consumo energetico, E sono un metodo di polimerizzazione verde ed ecologico ampiamente utilizzato in rivestimenti, inchiostri, adesivi, imballaggi elettronici e altri campi.
Le resine epossidiche cicloalifatiche sono molto facili da sopportare la polimerizzazione cationica A causa della loro speciale struttura chimica, rispetto all'ordinario bisfenolo A epoxy. Il meccanismo di reazione è il segue:
Il processo di reazione diResina epossidica cationicaLa polimerizzazione è divisa principalmente in tre fasi: iniziazione della catena, crescita della catena e terminazione della catena. Ecco un esempio del meccanismo di polimerizzazione cationica diResina cicloalifaticaUtilizzo di muslimsalt come iniziatore:
L'iniziatore si decompone in condizioni di irradiazione o riscaldamento per produrre cationi, radicali liberi e coppie di radicanti liberi. Tra di loro, le cationi e le coppie di cationi radicali liberi reagiscono con monomeri o solventi nella miscela di reazione per generare acidi protonici. L'acido proton avvia la polimerizzazione ad anello cationico di monomeri epossidici. Il processo specifico viene visualizzato nella figura che segue:
La polimerizzazione cationica può essere attivata dalla luce o dal calore. Eccetto le diverse condizioni di iniziazione, le differenze nella selezione dell'iniziatore e nel meccanismo di reazione tra questi due metodi di iniziazione sono le stesse. Qui, abbiamo parlato dell'iniziazione termica della polimerizzazione cationica. L'iniziazione termica della polimerizzazione cationica non è limitata dalla sorgente luminosa, evita i limiti in termini di dimensioni del campione, spessore, forma ed è ampiamente utilizzata in adesivi, imballaggi elettronici e altri campi.
Il sistema di iniziazione termica della polimerizzazione cationica è composto principalmente da monomeri, iniziatori e condizioni di iniziazione (fonti di calore). In questo sistema, le resine epossidiche cicloalifatiche possono essere selezionate principalmente come monomeri. Il tipo, la quantità e il cambio degli iniziatori e le condizioni di iniziazione incieranno sul tasso di polimerizzazione. In generale, la quantità di aggiunta dell'iniziatore è del 0.1-2 wt % e all'interno di questo intervallo, in quanto la quantità di aggiunta dell'iniziatore aumenta, la velocità di reazione aumenta. Ad ogni modo, se la quantità dell'iniziatore è troppo alta, non solo non ci sarà nessun miglioramento significativo della velocità di reazione, ma incierà anche sulle prestazioni del prodotto polimerizzato, come ingiallimento, deformazione e fragili. L'aumento della temperatura di reazione accelera la velocità di polimerizzazione e più lungo il tempo di riscaldamento, più completa la polimerizzazione.
Questo problema conduce esperimenti di valutazione delle prestazioni di relazione sul prodotto tipico di Jiangsu Tetra TTA21 e iniziatore cationico ad attivazione termica e lo confronta con il sistema di polimerizzazione dell'anidride e il sistema epossidico del bisfenolo. L'anidride scelta è anidride metilesaidroftalica (MHHPA) e la resina epossidica bisfenolo scelta è la resina EP128.
Figura 1. Confronto delle curve di rilascio di calore DSC del sistema cationico termico/anidride TTA21
Dalla figura 1, possiamo vedere che il calore di reazione della polimerizzazione termica cationica TTA21 è concentrato e la temperatura di inizio e la temperatura di picco del rilascio di calore sono entrambi bassi, indicazione che la polimerizzazione termica cationica TTA21 ha una maggiore attività di reazione rispetto alla polimerizzazione dell'anidride, E può completare la reazione di polimerizzazione a una temperatura inferiore e in un tempo più breve.
Figura 2. Confronto delle curve di rilascio di calore DSC di TTPolimerizzazione termica cationica A21 /EP128
Dalla figura 2, si vede che TTA21 è molto più alto di EP128 in termini di attività di reazione cationica termica, indica che la resina epossidica cicloalifatica è più adatta per la polimerizzazione termica cationica, mentre l'attività di reazione cationica termica del bisfenolo A epoxy è bassa e A causa della sua elevata viscosità, Non è adatto per la polimerizzazione termica cationica nelle applicazioni di produzione reali.
La tabella 1 che segue mostra i dati sulle prestazioni di base di TTA21 ed EP128 nella polimerizzazione cationica termica. Questo indica che TTA21 è adatto per la polimerizzazione termica cationica mentre EP128 non è adatto per la polimerizzazione termica cationica.
Tabella 1. Confronto dati sulle prestazioni di base di TTA21 ed EP128 nella polimerizzazione cationica termica
La composizione di base della formula di prova è: resina epossidica/iniziatore cationico termico = 100/0.5
In sintesi, resina epossidica cicloalifatica TTA21 (3 4 epossicicloesilmetil 3 4 muslimateCas 2386-87-0) è adatto per la polimerizzazione termica cationica a causa della sua struttura chimica speciale, attività ad alta reazione, velocità di polimerizzazione rapida, elevata resistenza adesiva e eccellenti prestazioni di polimerizzazione.
