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yinjiyangji銅蟲 (初入文壇)
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[求助]
凝膠和固化的區(qū)別（環(huán)氧樹脂） 已有2人參與
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| 最近這一段時間在做環(huán)氧配膠實(shí)驗(yàn)，但是涉及到凝膠和固化的問題，感覺有點(diǎn)迷糊，通常來說凝膠和固化都是發(fā)生了交聯(lián)反應(yīng)，但是凝膠的冷卻后的性能效果要比固化后差很多，有些人說凝膠是固化前奏，固化度不一樣，凝膠內(nèi)部是固液共存的，但是如果延長凝膠時間的呢，讓它提高固化度是不是可以得到在高溫固化的效果呢？如果凝膠也有固化，為什么固化還有專門的固化溫度，其值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于凝膠溫度，固化和凝膠本質(zhì)的區(qū)別到底在于什么地方，希望高手回答一下，解釋清楚的給予5個金幣，不多請笑納！ |
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charleygan 
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【答案】應(yīng)助回帖
★ ★
感謝參與，應(yīng)助指數(shù) +1
fanshuqi: 金幣+2, 感謝應(yīng)助 2012-06-08 12:03:31
感謝參與，應(yīng)助指數(shù) +1
fanshuqi: 金幣+2, 感謝應(yīng)助 2012-06-08 12:03:31
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對環(huán)氧樹脂固化反應(yīng)來講，凝膠只是固化過程的一個階段，也就是膠液從液相開始向固相變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，體系內(nèi)已經(jīng)形成一些交聯(lián)結(jié)構(gòu)，還有很多的活性基團(tuán)沒有反應(yīng)。而完全固化，是要把活性基團(tuán)都反應(yīng)掉，形成完全的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。因?yàn)轶w系過了凝膠狀態(tài)后，膠液幾乎沒有流動性了，分子運(yùn)動受到極大限制，所以要達(dá)到完全固化，后續(xù)溫度就會要求很高。 從應(yīng)用角度講，所有的操作工藝都是在膠液到達(dá)凝膠狀態(tài)前進(jìn)行完畢，澆注、纏繞或者施膠都是如此，過了凝膠狀態(tài)，膠液就沒有應(yīng)用價值了。所以對環(huán)氧樹脂體系來講，某個溫度下的凝膠時間，是衡量使用時間的重要指標(biāo)。 至于固化溫度，可以根據(jù)工藝要求，選擇高溫、低溫，或者階段升溫都可以。 |
5樓2012-06-08 11:29:15
zj34331197
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【答案】應(yīng)助回帖
感謝參與，應(yīng)助指數(shù) +1
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固化和凝膠的區(qū)別在于固化一般指的是從液態(tài)或者凝膠態(tài)反應(yīng)達(dá)到完全固化的過程；而凝膠一般指膠液由液態(tài)到不具有流動性（凝膠態(tài)）的過程。固化工藝指的是環(huán)氧在由不固化到完全固化的工藝過程，通常有前固化，后固化過程，需多段升溫。其中前固化時，由液態(tài)到凝膠態(tài)的過程可以認(rèn)為是凝膠過程，而這段時間就是凝膠時間。凝膠時間也指環(huán)氧樹脂和固化劑混合后從液態(tài)達(dá)到凝膠態(tài)的時間段為凝膠時間，在凝膠之前由于樹脂具有流動性，可以進(jìn)行澆注，浸潤等，因此凝膠時間是重要的工藝參數(shù)。不同溫度下，凝膠時間不同。固化也有工藝溫度，固化的工藝溫度一般根據(jù)非等溫DSC曲線的峰起始點(diǎn)溫度做為前固化溫度，峰頂溫度作為后固化溫度。固化時間的確定依賴于對固化過程的了解。芳香胺類如果想獲得較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，前固化一般在80~90℃，固化時間可以延長到4小時，后固化150,2小時。要是通用的固化過程，如DDM，可以80℃2小時，150℃4小時。脂肪族胺類，如乙二胺，可以常溫固化，大概有24小時就固化也可以加溫固化。先低溫固化，后高溫和直接放到高溫下固化，所的固化物性能其實(shí)是不同的，別的性能不說，就玻璃化轉(zhuǎn)變溫度肯定就不同。其它性能就更加不用說了。因?yàn)橹苯痈邷貙?dǎo)致反應(yīng)熱急劇放出，澆注體內(nèi)部溫度會升高，反應(yīng)機(jī)理都會變化，甚至環(huán)氧樹脂會發(fā)生降解反應(yīng)或者老化等，總之性能有可能下降。而先低溫，當(dāng)固化度達(dá)到一定程度時在進(jìn)行后固化，反應(yīng)速率就沒有那么高了，反應(yīng)熱也不容易聚集，從而既能達(dá)到較高固化度，又不會發(fā)生熱老化或者降解，從而制得的材料性能要比直接放到高溫固化好的多。 |
12樓2012-06-08 23:59:02
yinjiyangji
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我只是宏觀的說一下固化溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于凝膠溫度（雖然凝膠溫度有多個根據(jù)時間不同），以環(huán)氧為例，可能其固化溫度120，但凝膠溫度70就可以，只是時間長了一些，你說凝膠時體系的反應(yīng)程度肯定沒有固化完全時的反應(yīng)程度大，我也是一直這么想的，同時認(rèn)為凝膠和固化是固化交聯(lián)的過程，但是固化是發(fā)生反應(yīng)的很劇烈的過程，只有溫度達(dá)到某個點(diǎn)才可以發(fā)生（想法不知道對不對），假如對的話，固化和凝膠的交聯(lián)機(jī)理到底有什么區(qū)別又想不明白了  |
3樓2012-06-08 11:05:39
qsylan2000
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8樓2012-06-08 13:05:11
zj34331197
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13樓2012-06-09 00:04:44
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17樓2014-08-10 08:34:29
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如你所理解，凝膠是固化過程中的一個階段。環(huán)氧樹脂的固化過程首先是在引發(fā)劑的作用下產(chǎn)生活性反應(yīng)中心，環(huán)氧小分子之間發(fā)生化學(xué)鍵合（環(huán)氧環(huán)打開），分子鏈長大，然后支化，交聯(lián)等發(fā)生一系列連續(xù)變化。當(dāng)分子反應(yīng)到開始形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，樹脂即失去流動性，稱為凝膠現(xiàn)象。此時，只有一部分小分子連接到交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，隨著反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，當(dāng)全部可反應(yīng)的官能團(tuán)都發(fā)生化學(xué)鍵合，連接到交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中時，即完成固化。一般熱固性樹脂均具有以上凝膠固化特性，環(huán)氧樹脂是其中非常典型的一類。熱固性樹脂的化學(xué)反應(yīng)通常是通過熱引發(fā)產(chǎn)生，所以會有固化溫度，此時反應(yīng)速率較佳。但是，高分子的熱運(yùn)動有很強(qiáng)的溫度敏感性，因此可以通過時溫等效的方式完成化學(xué)反應(yīng)，即較低的溫度和較長的反應(yīng)時間也可以實(shí)現(xiàn)樹脂固化。這就是為什么樹脂必須低溫儲存，否則會失效。值得注意的是，低溫固化得到的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不同于高溫固化，因此會影響固化后樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的高低。 如果你只是配膠工藝，建議降低溫度(e.g.低于引發(fā)溫度)，才能不影響樹脂的工藝性，特別是流動性和粘度。 |
18樓2014-08-10 13:12:56
yxqiang119
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【答案】應(yīng)助回帖
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我也不是很清楚，共同探討一下 1 凝膠時體系的反應(yīng)程度肯定沒有固化完全時的反應(yīng)程度大，凝膠的時候體系粘度呈指數(shù)級增大，粘性模量和彈性模量出現(xiàn)交點(diǎn)，但是此時的體系肯定不能用來做實(shí)際使用 2 測試凝膠點(diǎn)一般會同時給出凝膠溫度和對應(yīng)的時間，你說的固化溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于凝膠溫度是什么意思？ 對于同樣的體系 可以有很多凝膠時間，對應(yīng)很多的凝膠溫度 |
2樓2012-06-08 10:49:59
qsylan2000
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yinjiyangji
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還是有些不明白，要是按你的說法，開始出現(xiàn)凝膠的固化度一般是多少（大體范圍）？在凝膠時發(fā)生的交聯(lián)反應(yīng)和高溫下發(fā)生的交聯(lián)反應(yīng)鍵位結(jié)合程度，空間的形態(tài)是不是一樣呢？舉個例子，先把環(huán)氧置于70的溫度下發(fā)生凝膠，然后在放入130的溫度下持續(xù)固化所得出的固化物性能，與直接放入130溫度下所得固化物性能一樣嗎？當(dāng)70度凝膠體放入130的溫度下，里面已經(jīng)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的分子會不會斷開后發(fā)生重組現(xiàn)象（交聯(lián)）？ |
6樓2012-06-08 11:36:16
yinjiyangji
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9樓2012-06-08 14:28:31
charleygan
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10樓2012-06-08 14:43:27
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