熱分析-DSC DSC用於環氧樹脂的固化率測量與工業應用

環氧樹脂固化原理

固化劑與環氧樹脂發生化學反應，形成網狀立體聚合物，使膠狀樹脂變成堅韌的固體樹脂的過程。
固化是獲得良好黏結性能的關鍵過程，完全固化後材料強度才會最大。為了獲得固化良好的膠層，固化過程必須在適當的條件下進行。膠合劑的固化製程對膠接品質有很重要的影響，在固化中有三個基本製程參數：溫度、壓力和時間。這三個參數對膠合劑的固化影響是非常大的。如果固化的溫度、壓力和時間沒有考慮到的話，對膠合劑的黏接性能影響是非常大的。可能會導致物品沒有強的黏接度，膠黏劑長時間不固化等情況。為了改善及監控環氧膠的黏結質量，必須對其固化行為進行研究，固化率比較直觀的反應了固化的程度，許多研究人員和品質控制人員都希望取得這方面的數據。
固化率測試一般是透過熱示差分析儀(DSC)來做檢測以及分析，通過測定原樹脂的焓值和固化後的焓值，使用公式：固化率=（原樹脂焓值-固化後焓值）/原樹脂焓值*100%。透過圖一固定速率針對原樣品測試得到固化峰熱焓值，接著檢測未知固化率之樣品得到固化後焓值即可換算得到材料固化率，檢測設備為Hitachi NEXTA DSC600。


▲環氧樹脂Tg測試與不同升溫速率下固化峰之檢測	▲Hitachi NEXTA DSC600

環氧樹脂固化率的測試在以下應用中有極大貢獻：

複合材料製造：在製造複合材料中，環氧樹脂通常被用作基質。了解固化率對確保材料在生產過程中達到所需性能至關重要。適當的固化率確保材料能夠在製程中得到正確的硬化程度，以達到預期的強度和耐久性。
黏合劑應用：環氧樹脂常被用作黏合劑，例如在汽車、航空航天和建築等領域。固化率的測試確保在黏合應用中，環氧樹脂可以在正確的時間內實現良好的黏接，達到所需的機械性能。
塗料和塗料工業：環氧樹脂在涂料和塗料中也常被使用。測試固化率可以確保涂層在所需時間內達到最佳的硬度和耐久性，同時提供優越的防腐和防腐蝕性能。
電子封裝：在電子行業中，環氧樹脂經常用於封裝電子元件。固化率的測試對確保在製造過程中能夠實現可靠的電子封裝至關重要，同時防止電子元件受到潛在的機械應力或環境條件的影響。
複合材料修復：在複合材料的維修和修復過程中，測試環氧樹脂的固化率是確保修復區域與原始材料協同工作的重要一環。
新材料開發：在新材料的研發階段，了解環氧樹脂的固化率有助於確定其可行性和可應用性，並指導材料配方和製程參數的優化。

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