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环氧树脂的阳离子聚合型固化剂
阳离子聚合型固化剂
环氧树脂的阳离子聚合型固化剂主要有BF3、PF5、越F5、SbF6等路易斯酸和布朗斯台德酸盐。具有实用价值而且比较重要的是BF3和布朗斯台德酸盐。
1、BF3及其络合物
BF3及其络合物既可单独作环氧树脂固化剂，又可作酸酐类的固化促进剂。由于单独使用BF3固化环氧树脂时放热激烈，因而不被采用，而经常采用的是其络合物。因为BF3中的硼原子中有空电子轨道，所以可与表层含有共享电子对的原子很好络合。络合物的稳定情况由提供这种络合的原子对的活泼性来决定。如BF3一乙醚就是一种活性很大的络合物，与双酚A型树脂混合，在室温下即可迅速反应，放热很激烈。另外，BF3-甘油、BF3-四氢呋喃均可室温下固化环氧，但性能脆。
BF3一胺类络合物相当稳定，在室温下不与环氧树脂反应，但在高温下会很快反应。BF3-脂肪胺类络合物比BF3-芳香胺类络合物稳定，所以前者活性小，后者活性大。BF3的络合物均为固体，一般在工艺上都先将其溶解在无水丙酮中，然后再与环氧树脂混合。BF3一胺类络合物具有潜伏性固化剂的特点。催化机理：首先环氧基与BF3胺络合物反应，夺取氢、生成氧镥离子，此带羟基的阳离子作为引发剂，按阳离子机理使环氧基发生连锁加成反应。
对于BF3一胺类络合物，其反应性由于路易斯碱的种类不同有很大的不同。这主要取决于胺的碱度大小，即pKa值的大小，对于pKa值低的苯胺、单乙胺的络合物，反应起始温度低；对于pKa值高的哌啶或三乙胺的络合物，反应起始温度则高。表3-47给出了BF3络合物的性能。其中最重要的BF3·NH2CH2CH3，这种白色晶体微溶于环氧树脂，一般能溶于糠醇，随着温度升高，溶解数量加大，同时黏度也迅速下降。
和液态双酚A型环氧树脂配合，BF3络合物用量为树脂的1％～5％左右，100℃以下固化速度很慢，在120℃以上则很快固化环氧树脂。固化过程还伴随 放热，因此大量配胶要注意。如在150～200℃后固化，则固化热变形温度为130～160℃，延伸率1％～3％，冲击韧性低，耐碱、耐湿性均差，在一般胶粘剂配方中不常用。
美国的一项专利介绍用三氟化硼锌络合盐作固化促进剂，可促使酸酐类在80℃左右固化环氧树脂。此种配合料室温下的使用期大于30min，但在80℃固化5min后即可脱模，然后可将产品再进行后固化。这种固化方式目前工业应用还比较少，但研究报导比较多，因为它可以大大提高工作效率。
2、布朗斯台德酸盐
布朗斯台德酸盐是另一类高速固化剂，如美国通用电器公司开发的HasF6本二苯基碘盐，在加热或有Cu离子存在时的分解，放出的布朗斯台德酸可以很快固化环氧树脂，所以可用作为环氧树脂反应性注射成型的固化剂。日本旭电化工业株式会社开发了另一种布朗斯台德酸盐固化剂，这种固化剂比美国通用电器公司产品对环氧树脂有更好的相溶性，而且潜伏性能也比较好。
三氟化硼络合物和布朗斯台德酸盐还作为光固化环氧树脂的起始剂，环氧树脂的光固化和反应性注射成型，都是目前科研的热门课题，如有兴趣可查阅有关的文献。
