* Chất đóng rắn loại amin
Đóng rắn bằng aliphatic amin không biến tính. Các amin được sử dụng sớm nhất làm các chất đóng rắn cho nhựa epoxy là alkylene amin không biến tính, như: DETA (Dietylen triamin), TETA (Trietylen tetramin), TEPA (Tetraetylen pentamin)… Công thức chung:
Bảng 2.6. Độ chức của một số loại amin [3]
n Amin Amin bậc 1 Amin bậc 2 Tổng nhóm chức amin
0 ETA 2 2 4
1 DETA 2 3 5
2 TETA 2 4 6
3 TEPA 2 5 7
Các amin này phản ứng với nhựa epoxy ở nhiệt độ phòng và hàm lượng đóng rắn được dùng theo đương lượng của nhóm epoxy và đương lượng của nhóm hydro. Khi các amin tác dụng với nhựa epoxy thì phản ứng mở vòng epoxy tạo ra liên kết –NH-CH2-, đồng thời không tạo ra sản phẩm phụ nên độ co ngót nhỏ.
* Cơ chế đóng rắn của amin bậc 1, 2
CH 2 CH O OH OH CH 2 CH O CH 2 CH NR CH 2 CH OH R - N H2 + R - N H - C H2 - C H - R - N H - C H2 - C H - +
Khi đóng rắn bằng các amin này thì gặp những khó khăn như sau:
- Các amin này có tốc độ bay hơi cao, độ độc cao sẽ gây kích thích lên da và mặt. - Lượng chất đóng rắn sử dụng quá ít, gây khó khăn cho thao tác gia công. - Các amin này có xu hướng tạo trên bề mặt của sản phẩm đóng rắn một lớp mờ đục, nhớt do hiện tượng các amin trồi lên bề mặt sẽ tác dụng với hơi ẩm trong không khí và khí CO2 tạo cabamat (carbamate),…điều này sẽ làm giảm độ bóng của bề
N H2 C H2 C H2 N H C H2 C H2 N H2
mặt sản phẩm, làm dơ bề mặt, gây khó khăn cho việc gia công các màng nhiều lớp. Sự hình thành hiện tượng cabamat do amin kết hợp với không khí ẩm ướt như sau:
- Trọng lượng phân tử thấp của các amin này khi đóng rắn sẽ tạo nên mật độ liên kết dày đặc nên sản phẩm có khả năng chịu nhiệt, chịu dung môi và hóa chất rất tốt. Tuy nhiên, độ mềm dẻo và khả năng chịu va đập lại thấp.
Vì những lý do nêu trên, ngày nay các aliphatic amin ít khi sử dụng như một chất đóng rắn mà thường kết hợp với các chất khác để tạo nên các hợp chất đóng rắn như: amido-amin, amin adduct, mannich base…nhằm cải thiện tính chất của sản phẩm sau đóng rắn, gia công dễ dàng hơn, nên ngày càng được mở rộng phạm vi ứng dụng.
* Đóng rắn bằng amin bậc 3
Các amin bậc 3 khi đóng rắn cho nhựa epoxy có tác dụng như chất xúc tiến quá trình trùng hợp nhựa epoxy, thông qua nhóm epoxy. Do đó, sản phẩm cuối cùng sau đóng rắn là những cầu nối ete. Chúng thường được dùng để xúc tiến quá trình đóng rắn khi đóng rắn bằng polyamid.
Cơ chế đóng rắn của amin bậc 3:
* Đóng rắn bằng polyamid
Nhựa polyamid làm tác nhân đóng rắn cho nhựa epoxy thường được dùng cho hệ đóng rắn của màng sơn. Sản phẩm sau khi đóng rắn có khả năng chịu môi trường kiềm và dung môi kém nhưng mềm dẻo hơn khi bị lão hóa và khả năng kháng ăn mòn cũng tăng lên.
Khi đóng rắn bằng các polyamid thì ít gây kích ứng da so với các tác nhân đóng rắn là amin và adduct amin. Ngoài ra các khuyết tật trên bề mặt cũng giảm.
* Đóng rắn bằng adduct
Adduct là chất đóng rắn đang được nghiên cứu và đưa vào sử dụng tương đối phổ biến hiện nay. Nó khắc phục được những khuyết điểm của các chất đóng rắn trên trong quá trình gia công cũng như trong quá trình sử dụng, cải thiện được một số tính chất của sản phẩm sau đóng rắn. Các loại adduct: Adduct amin, adduct polyamid, mannich base,…