固化剂配方分析及成分检测

固化剂（硬化剂）是触发高分子树脂交联反应的关键组分，其成分分析需根据树脂体系（环氧、聚氨酯、丙烯酸等）和固化机理（加成、催化、氧化）设计检测方案。

一、固化剂分类与核心成分类型代表物质作用机理

环氧固化剂	脂肪胺（）、聚酰胺、酸酐（邻苯二甲酸酐）、潜伏型（双氰胺）	开环加成反应
聚氨酯固化剂	多异氰酸酯（TDI、HDI、IPDI）、封闭型异氰酸酯（己内酰胺封闭物）	-NCO与-OH反应
丙烯酸固化剂	过氧化物（BPO）、偶氮化合物（AIBN）、光引发剂（TPO、1173）	自由基引发聚合
橡胶硫化剂	、过氧化物（DCP）、金属氧化物（ZnO）	硫键交联/自由基交联
硅胶固化剂	铂金催化剂、有机锡（DBTDL）、硅氮烷	氢硅加成/缩合反应

二、关键分析项目与方法1. 化学结构定性

傅里叶红外光谱（FTIR）：

环氧固化剂：胺类→ 3300 cm⁻¹（N-H）；酸酐→ 1850/1780 cm⁻¹（C=O双峰）

聚氨酯固化剂：2270 cm⁻¹（-NCO特征峰）；封闭型→ 1700 cm⁻¹（酰胺I带）

过氧化物：1770 cm⁻¹（过氧羰基）

核磁共振（NMR）：

¹H NMR：胺基质子δ 1.0-3.0 ppm；异氰酸酯δ 3.5-4.0 ppm（-NCH₂-）

¹³C NMR：异氰酸酯碳δ 120-130 ppm（封闭型位移至δ 150-160 ppm）

2. 活性基团定量目标基团分析方法计算依据

环氧固化剂-胺值	非水滴定（/冰醋酸）	胺值= (V×C×56.1)/m (mg KOH/g)
异氰酸酯含量	二正丁胺法滴定	NCO%= (Vₛ-V₀)×C×4.2 / mₛ
过氧化物活性氧	量法/Na₂S₂O₃滴定	AO%= (V×C×0.08)/m
酸酐当量	/甲醇皂化滴定	当量= mₛ / (V×C) (g/eq)

3. 分子特性分析

分子量与分布：

MALDI-TOF：聚醚胺固化剂分子量；

ESI-MS：离子型光引发剂鉴定（如鎓盐）。

凝胶渗透色谱（GPC）：聚酰胺固化剂（THF流动相），潜伏型双氰胺（+LiBr）

质谱（MS）：

热行为分析：

双氰胺熔融峰≈209℃ → 潜伏性验证；

过氧化物分解峰（BPO≈105℃）。

差示扫描量热（DSC）：

热重分析（TGA）：封闭型异氰酸酯解封温度（如己内酰胺封闭HDI≈150℃失重）。

三、特殊类型固化剂分析策略1. 潜伏型固化剂（如双氰胺/微胶囊）

包覆层分析：

SEM-EDS观测微胶囊表面元素分布；

TGA-MS联用检测包覆材料裂解产物。

触发温度：
动态DSC测定放热峰起始温度。

2. 光固化剂

光引发效率：

实时红外（RT-FTIR）监测双键转化率；

紫外吸收光谱（UV-Vis）匹配光源波长。

残留光引发剂：
HPLC-UV检测未反应TPO（限值<0.01%）。

通过结构鉴定-活性定量-性能验证的三级分析体系，可解析固化剂成分和大概含量，并预判其应用效能。