環(huán)氧樹脂在固化反應(yīng)及冷卻過程中的體積收縮會形成內(nèi)應(yīng)力。它是造成環(huán)氧樹脂澆注料、層壓材料和涂料等發(fā)生龜裂、空隙、剝落、強度下降的主要原因。

 

 

   1.胺及羧酸與環(huán)氧樹脂固化物的內(nèi)應(yīng)力采用ェピコ一ト828和脂肪胺及脂肪酸制備測試內(nèi)應(yīng)力的試件，測定結(jié)果見表1-16。

 

 

   從表1-16知，固化劑結(jié)構(gòu)中次甲基多（即m，p增大）時，固化物結(jié)構(gòu)中的網(wǎng)絡(luò)濃度（有效交聯(lián)密度）、T_gx、內(nèi)應(yīng)力都低。因此，分子鏈長的固化劑可降低固化物交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)密度、降低T_gx和內(nèi)應(yīng)力。

   2.填料對內(nèi)應(yīng)力的影響采用雙酚A型ェピコ一ト828環(huán)氧樹脂、4，4′-二氨基二苯基甲烷（DDM），在（80℃/2h）+（160℃/6h）下固化，測試玻璃珠填料用量對澆注料性能的影響。從內(nèi)應(yīng)力實測值得知，填料開始增加時內(nèi)應(yīng)力下降，用量超過22%使內(nèi)應(yīng)力回升，并呈現(xiàn)不連續(xù)的變化。試驗結(jié)果見表1-17。

 

 

   3.內(nèi)環(huán)酯對內(nèi)應(yīng)力的影響   添加內(nèi)環(huán)酯（89&）的環(huán)氧樹脂固化物，其內(nèi)應(yīng)力得到明顯改善。這是因為環(huán)狀酯類具有開環(huán)聚合能力，它可抵消分子間結(jié)合距離的減少成為固化時不產(chǎn)生體積收縮的聚合物。SOE的結(jié)構(gòu)式如下：

 

 

   SOE的添加量增加，固化物的內(nèi)應(yīng)力會大幅度下降。SOE本身的內(nèi)應(yīng)力只有環(huán)氧樹脂的1/8。SOE與環(huán)氧樹脂等量配合時內(nèi)應(yīng)力下降40%。聚丁二烯衍生物也是降低固化物內(nèi)應(yīng)力的有效添加劑。用內(nèi)環(huán)酯及聚丁二烯衍生物改性環(huán)氧樹脂的內(nèi)應(yīng)力見表1-18。

 

 

 

 

   涂料中的溶劑、助劑及低分子化合物的揮發(fā)或者固化反應(yīng)的冷卻所引起的固化物體積收縮從而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，它是涂膜發(fā)生剝離、龜裂等缺陷的主要原因。

    1.胺固化環(huán)氧涂膜的內(nèi)應(yīng)力胺固化環(huán)氧涂膜幾乎完全形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；內(nèi)應(yīng)力的實測值同根據(jù)固化物的應(yīng)變和彈性率所得到的計算值之比在0.95±0.2范圍之內(nèi)。含有水楊酸促進劑的涂膜內(nèi)應(yīng)力與不含促進劑的涂膜內(nèi)應(yīng)力相比有下降趨勢。

   采用雙酚A型ェピコ一ト828環(huán)氧樹脂作基料、為固化劑、水楊酸為固化促進劑、DMP-30為催化型固化劑制成環(huán)氧涂膜。其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)組成、玻璃化溫度（T_gx）和內(nèi)應(yīng)力數(shù)據(jù)列于表1-19。

 

 

   2.羧酸固化環(huán)氧涂膜的內(nèi)應(yīng)力在羧酸與環(huán)氧樹脂構(gòu)成的固化體系內(nèi)添加固化促進劑所形成的涂膜內(nèi)應(yīng)力明顯低于不含固化促進劑形成涂膜的內(nèi)應(yīng)力。其內(nèi)應(yīng)力的實測值與計算值之比都在1.1±0.4范圍內(nèi)。

   表1-20列出脂肪族羧酸與環(huán)氧樹脂固化物的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)組成、T_gx內(nèi)應(yīng)力等數(shù)據(jù)。

 

 

   3.活性稀釋劑對涂膜內(nèi)應(yīng)力的影響   在4，4′-二氨基二苯基甲烷（DDM）與ェピコ一ト828環(huán)氧樹脂構(gòu)成的固化體系中添加苯基縮水甘油醚（PGE）活性稀釋劑時，PGE用量達到40%的T_gx為126℃，涂膜內(nèi)應(yīng)力為5.11MPa；不添加PGE的涂膜的T_gx為176℃、內(nèi)應(yīng)力為8.10MPa。即添加PGE 40%后比不添加PGE的涂膜T_gx下降了50℃、內(nèi)應(yīng)力下降約為63%?；钚韵♂寗┘尤肓康脑黾庸袒a(chǎn)物的玻璃化溫度和內(nèi)應(yīng)力隨之下降，結(jié)果見表1-21。

 

 

   4.溶劑對涂膜內(nèi)應(yīng)力的影響采用三亞乙基四胺作固化劑，當產(chǎn)物的膠化量達到或接近100%形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時，溶劑在固化物內(nèi)的殘留量對內(nèi)應(yīng)力影響甚大。其結(jié)果見表1-22。

   5.增韌劑對內(nèi)應(yīng)力的影響環(huán)氧樹脂交聯(lián)固化網(wǎng)絡(luò)程度可以用增韌劑的相容性表示。為考核增韌劑對內(nèi)應(yīng)力的影響，采用ェピコ一ト828和三亞乙基四胺固化體系，在該體系中添加鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）。當DBP用量達到10%時，涂膜的內(nèi)應(yīng)力下降到原來的（不加DBP）3/4，因此添加增韌劑具有獨特的降低內(nèi)應(yīng)力作用。

 

 

   另外，由雙環(huán)戊二烯與烷基酚的聚合物（簡稱DIPP）可作為賦予低應(yīng)力的固化劑，DIPP的結(jié)構(gòu)式如下：

 

 

   式中，R為H或CH₃；n=0～5。