環(huán)氧樹脂是塑料原料檢測常見種類之一。環(huán)氧樹脂不是特指一種產(chǎn)品,而是一類聚合物合成樹脂的總稱,理論上分子中含有兩個以上環(huán)氧基團的合成樹脂都可以叫環(huán)氧樹脂。
由于環(huán)氧基的化學活性,可用多種含有活潑氫的化合物使其開環(huán),固化交聯(lián)生成網(wǎng)狀結構,因此它也是一種熱固性樹脂。環(huán)氧樹脂從民用產(chǎn)品,到工業(yè)產(chǎn)品,再到高新極端技術產(chǎn)品都有廣泛應用,比如電子電氣、涂料、建筑、復合材料等等行業(yè)都可以找到使用環(huán)氧樹脂的證明。
由于使用樹脂必須與固化劑交聯(lián),所以不同特性的環(huán)氧樹脂也可以通過使環(huán)氧氯丙烷與其他材料反應而在商業(yè)上得到。最具商業(yè)價值的樹脂是雙酚 A 縮水甘油醚,它由環(huán)氧氯丙烷和二苯基丙烷(雙酚 A)的縮合反應生成。
關于環(huán)氧樹脂檢測標準,國內(nèi)并沒有統(tǒng)一適用的有關環(huán)氧樹脂測試方面的國家標準,可供參考的幾項國標或者行標都是圍繞單項或者幾項指標的試驗方法。但是環(huán)氧樹脂需要檢測的物理性能、化學性能項目加起來大約有二十多項。
測試試驗方法標準缺少、不統(tǒng)一、不完善,是制約環(huán)氧樹脂行業(yè)健康發(fā)展的主要問題。由于試驗標準不統(tǒng)一,檢測機構在樣品制備方式、設備選擇、測試條件要求等方面,大都根據(jù)自家實驗室的經(jīng)驗、技術積累進行試驗。這不僅給環(huán)氧樹脂的推廣應用和國內(nèi)外貿(mào)易和技術交流帶來了不便,還影響了環(huán)氧樹脂產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。
其實有關環(huán)氧樹脂的國際試驗方法標準也有很多,但是為了完善標準體系,避免造成混淆,國際標準組織將這些環(huán)氧樹脂測試方法標準統(tǒng)一收錄成《ISO 18280:2010 塑料 環(huán)氧樹脂 試驗方法》。
我們完全可以參考ISO 18280:2010,結合國內(nèi)現(xiàn)有的環(huán)氧樹脂相關檢測方法標準,來制定一部統(tǒng)一的中國環(huán)氧樹脂的試驗方法標準。
ISO 18280:2010 收錄的試驗方法標準主要如下:
ISO 1675 塑料-液態(tài)樹脂-比重瓶法測定密度
ISO 3001 塑料-環(huán)氧化合物-環(huán)氧當量的測定
ISO 4615:1979,塑料不飽和聚酯和環(huán)氧樹脂總氯含量的測定
ISO 4895,塑料-液態(tài)環(huán)氧樹脂-結晶傾向的測定
ISO 7327 塑料 環(huán)氧樹脂用固化劑和促進劑 酸酐中游離酸測定
ISO 9702,塑料-胺-環(huán)氧硬化劑-一級、二級和三級胺基氮含量的測定
ISO 21048,塑料-環(huán)氧樹脂-1,2-乙二醇含量的測定
ISO 21318,塑料-環(huán)氧樹脂-水性樹脂萃取物導電性的測定
ISO 21627-1,塑料-環(huán)氧樹脂-氯含量的測定-第1部分無機氯
ISO 21627-2,塑料-環(huán)氧樹脂-氯含量的測定-第2部分:易皂化氯
ISO 21627-3,塑料-環(huán)氧樹脂-氯含量的測定-第3部分:總氯
環(huán)氧樹脂國家推薦標準如下:
GB/T 12007.6-1989 環(huán)氧樹脂軟化點測定方法 環(huán)球法
GB/T 15223-2008 塑料 液體樹脂 用比重瓶法測定密度
GB/T 22314-2008 塑料 環(huán)氧樹脂 黏度測定方法
GB/T 9282.1-2008 透明液體 以鉑-鈷等級評定顏色 第 1 部分:目視法
GB/T 4612-2008 塑料 環(huán)氧化合物 環(huán)氧當量的測定
GB/T 4618.1-2008 塑料 環(huán)氧樹脂氯含量的測定 第 1 部分:無機氯
GB/T 4618.2-2008 塑料 環(huán)氧樹脂氯含量的測定 第 2 部分:易皂化氯
GB/T 9345.1-2008 塑料 灰分的測定 第 1 部分:通用方法
GB/T 1725-2007 色漆、清漆和塑料 不揮發(fā)物含量的測定
環(huán)氧樹脂物理性能檢測項目主要有融化范圍、軟化點、密度、粘度、結晶趨勢、總體體積收縮、閃點、折射率等。
化學性能檢測項目主要有環(huán)氧當量、氯含量(常規(guī)含量、無機氯、易皂化氯、總氯)、1,2-乙二醇含量、樹脂水萃取物電導率、灰分、胺類環(huán)氧固化劑伯仲叔胺基氮含量、酸酐固化劑和促進劑中游離酸、不揮發(fā)物含量等。
指標檢測依據(jù)標準介紹:
一、物理性能檢測
1、熔化范圍檢測:熔化范圍的試驗方法一共有兩種,分別為毛細管法、DSC方法。毛細管法可以按照ISO 3146方法A進行。DSC方法可以按照GB/T 19466.3進行。
2、軟化點檢測:軟化點是指當樣品在蒸餾水或甘油浴中以5°C/min的溫度加熱時,在鋼球重量的作用下,樣品盤在水平環(huán)內(nèi)被強制向下移動25.4 mm的溫度。依據(jù)標準按照GB/T 12007.6-1989(環(huán)球法)進行。
3、密度檢測:密度指標一般測定條件要求在23℃下進行。如果是黏度低于1Pa*S的液體樹脂,可選用比重計法檢測。檢測標準可以按照GB/T 15223-2008進行。
4、黏度檢測:許多時候,環(huán)氧樹脂是非牛頓液體,所以測量值可能取決于測試方法。因此,在進行黏度比較試驗時,必須確保始終使用相同的方法。黏度檢測按照GB/T 22314-2008進行。
5、結晶趨勢檢測:碳酸鈣粉末與溶解在乙醇中的環(huán)氧樹脂混合。在規(guī)定的低溫下,規(guī)定的時間間隔內(nèi)進行觀察,比較流動性和結晶性的變化。結晶趨勢檢測可按照ISO 4895進行。
6、總體體積收縮檢測:根據(jù)試件在固化前后的比重來計算。按照ISO 3521 進行。
7、閃點檢測:按照ISO1523閉杯平衡或ISO 2592克利弗蘭得開杯進行。
8、色澤檢測:按照GB/T 9282.1-2008進行
9、折射率檢測:可以依據(jù)ISO 5661進行。
二、化學性能檢測
1、環(huán)氧當量檢測:環(huán)氧基團與0.1mol高氯酸溶液+四乙胺溴化銨反應生成溴化氫,重點用結晶紫做指示劑,也可用電位法測定。環(huán)氧當量檢測可按照GB/T 4612-2008的規(guī)定進行
2、氯含量檢測:環(huán)氧氯丙烷做原料生產(chǎn)環(huán)氧樹脂時,產(chǎn)生含氯雜質(zhì)。主要有無機氯(離子氯)、1,2-氯乙醇、1,3-氯乙醇、1-氯-2-縮水甘油醚。他們的化學活性差異很大,需要不同的分析方法。檢測無機氯時,可按照GB/T 4618.1-2008進行。溶解于適當溶劑,標準硝酸銀溶液電位滴定法測定。檢測易皂化氯時,可按照GB/T 4618.2-2008進行。環(huán)氧樹脂(不包括縮水甘油醚)在室溫下與氫氧化鈉溶液在丁氧基乙醇中反應。縮水甘油醚與氫氧化鈉在50℃甲醇中反應,將混合物酸化,硝酸銀溶液電位滴定氯離子濃度。根據(jù)21627-1,校正無機氯含量。檢測總氯時,按照 I