行业领域

节能环保产业,其他产业

需求背景

水性环氧树脂作为绿色环保型高分子材料，具备低VOC、相容性好、可常温固化、亲水性适配改性乳化沥青体系等优势，广泛应用于道路预养护材料、复合材料粘结、防水防护材料等领域。断裂拉伸强度与断裂伸长率是评价水性环氧树脂体系力学性能、韧性及抗变形能力的核心关键指标，依据GB/T 528-2009橡胶和热塑性塑料拉伸性能试验方法，行业统一采用八字模（8字模）浇筑成型标准试件开展拉伸力学试验。

常规双组分油性环氧树脂固化成型稳定性好，试件平整度高、形变极小，可直接满足试验夹持与测试要求。但水性环氧树脂体系以水为分散介质，固化过程伴随水分缓慢挥发、体系交联收缩，与传统溶剂型、油性环氧体系固化机理差异极大。在常规常温浇筑、自然固化工艺下，水性环氧树脂八字试件普遍出现不规则弯曲、翘曲、侧弯、尾部形变等成型缺陷，试件平整度、规整度不达标。变形后的试件尾部厚薄不均、曲面偏移，无法顺利适配拉伸试验机夹具居中夹持，极易出现夹持偏心、受力不均、试验打滑、数据离散、试验作废等问题，严重影响水性环氧树脂体系力学性能测试的准确性、重复性与规范性，制约材料配方优化、性能对标及机理研究，亟需解决水性环氧八字模标准试件规整成型难题。

需解决的主要技术难题

结合水性环氧树脂固化特性与国标试件成型、试验要求，当前试件制备存在多项关键技术瓶颈：

1. 水性体系固化收缩不均导致试件翘曲变形难题：水性环氧树脂固化过程为水分挥发+交联固化双重过程，试件表层与内部脱水、固化速率不一致，产生不均匀体积收缩与残余内应力，八字模试件整体极易发生弯曲、侧弯、翘曲形变，无法保持标准平直形态。

2. 形变试件无法满足标准试验夹持要求：八字试件尾部为夹具夹持关键区域，固化变形后尾部曲面偏移、平整度差、形态不规则，无法实现试验机对中平整夹持，试验过程易出现偏心受力、局部应力集中、试样滑脱，导致拉伸强度、断裂伸长率测试数据失真、离散性大。

3. 常规试模与固化工艺适配性不足：现有国标八字试模及成型工艺针对油性高分子材料设计，无适配水性环氧体系脱水收缩、应力释放的控形、定型结构与固化制度，无法抵消水性体系固化产生的收缩应力，成型缺陷率极高。

4. 无标准化规整成型技术体系支撑试验检测：目前缺乏针对水性环氧树脂专用的八字试件定型、控形、匀速固化成套技术，试件成型质量完全依赖试验条件随机状态，成型合格率低、试验稳定性差，难以满足材料研发与性能检测的标准化需求。

期望实现的主要技术目标

针对水性环氧树脂体系固化收缩、易翘曲变形的特性，研发适配GB/T 528-2009标准的八字模试件规整成型技术及配套定型工艺，解决试件弯曲、形变、无法夹持等痛点，保障力学试验精准可靠，具体技术目标如下：

1. 实现试件无变形规整成型：攻克水性环氧固化收缩应力控制技术，彻底解决八字试件常温固化后的弯曲、侧弯、翘曲、形变问题，成型试件整体平直、厚薄均匀、形态规整，外观尺寸完全符合国标试验要求。

2. 满足试验精准夹持测试要求：保证试件尾部平整规范、无形态偏差，可顺利实现拉伸试验机居中夹持、均匀受力，杜绝偏心夹持、试样打滑、受力不均等问题，大幅降低试验数据离散性。

3. 适配水性环氧固化机理的定型工艺：建立适配水性环氧树脂体系的控形、匀速脱水、应力缓释的标准化成型与固化制度，匹配水性体系水分挥发与交联固化特性，从根源消除成型内应力。

4. 提升试件成型合格率与试验稳定性：大幅提升水性环氧八字标准试件成型合格率，保障断裂拉伸强度、断裂伸长率等核心力学指标测试数据准确、重复性好，稳定支撑水性环氧树脂材料配方迭代、性能改进与工程应用研究。

5. 工艺简单适配实验室常规应用：成型技术操作简便、适配常规实验室工况，无需复杂设备，可快速落地应用于水性环氧材料常态化试样制备与性能检测。