オフシーズンしかビルディングをやらないので、１年ぶりのビルディングは「？？？」の連発です。
フレックスコートで硬化テストをするときに
どっちがレジンだっけ！？
硬化剤と主剤、どっちを少なくするんだっけ！？
ってな感じになって・・・・・
フト思いました。
なんで、主剤（レジン）を多めに入れるんな？？？？
epoxy resin=エポキシ樹脂
フレックスコートの注意で、「少しでも硬化剤が多いと硬化不良を起こし、一生固まりません。」というのは有名。
なんで？？？
というわけで、なぜ、レジンを多めに入れるのか、調べてみました。
ところが、その理由についてはどこサイトにも載ってませんでした。
というわけで、エポキシの固まる原理を調べ、考察しました。
エポキシの原理
そもそも、エポキシ樹脂は、樹脂が固まる前の中間生成物とのことです。ポリマー（同じような分子が何個もくっついて出来る巨大分子）になる直前の樹脂で、プレポリマーと呼ばれます。
このプレポリマーに、硬化剤を混ぜます。硬化剤は、プレポリマーとプレポリマーを捕まえ、網目状の巨大分子を形成します。つまり、鉄パイプを捕まえて出来たジャングルジムみたいな感じです。ジャングルジムの鉄パイプがレジン、硬化剤が溶接棒みたいな感じです。分子同士は網目状に絡まりあっているので、流動性はありません。これが、固まったエポキシ樹脂の正体というわけです。固まったエポキシ樹脂を加熱すると、分子の熱振動が加速されるわけなんで、くっついたジャングルジムはバラバラになります。すると、固まった樹脂は流動性を取り戻します。熱を加えると、柔らかくなるというわけで、エポキシ樹脂は、熱可塑性樹脂とも呼ばれます。熱を加えても、状態変化しか起きず、、分子の物性が変わるわけではありません。そのため、またくっついて固形樹脂に戻ります。
※2011年からのメッセージ。それは熱可塑性エラストマーです。ワームです。エポキシは熱を加えると溶けると同時に焼けます。２液接着剤は一度硬化すると、もう未硬化の状態には戻れません。この熱硬化樹脂でもないので一体何と呼ぶのか、ご存知の方いましたら、ご教授ください。
この物性を利用してエア抜きをします。塗ったばかりのエポキシに熱を近づけると、粘性が下がり、さらに熱によって内部に入り込んだエアは膨張します。膨張することによって比重が軽くなりますので、比重の軽いエアが粘性の下がったエポキシの上部へ向かって抜けます。通常、アルコールランプを利用する理由は、不完全燃焼が起きるかどうかです。アルコールランプの燃料はメタノールで、不完全燃焼が起きにくく、炭化が起きません。ライターでやると、ライターの原料はブタンガスで、ブタンは、不完全燃焼を起こしやすく、炭化します。炭化すると黒くなるので、エポキシが黒くなってしまうというトラブルが起きます。
→
←炭化したエポキシ樹脂。だからアルコールランプを使います。ということは、ジッポーでやれば問題なしでしょうね！
硬化剤は種類によって、プレポリマーと結合する速度や特徴が違うので、各々の物性の違いを利用して、速効型・遅効型のエポキシ樹脂があります。
エポキシ樹脂の構造
レジン
レジンの正体は、ビスフェノールＡとエピクロロヒドリンと呼ばれるややこしげな有機物質です。構造式はウィキペディアより。
ビスフェノールＡとエピクロロヒドリンが何個もくっついて（共重合して）プレポリマーになっています。
＋
→
ビスフェノールＡ エピクロロヒドリン プレモノマー（レジン）
プレポリマーのカッコの右下にnという文字がありますが、これは、カッコで囲まれた分子がnこあるという意味です。重合の仕方によって変わるみたいです。
プレポリマーの両端にエピクロロヒドリンがありますが、これがエポキシ基と呼ばれる官能基で、こいつが、硬化剤中の活性水素と結合し、三次元網状の巨大樹脂を形成します。
硬化剤
硬化剤の中には反応性に富む活性水素があって、それがプレポリマーのエポキシ基と反応します。
硬化剤は、むっちゃ種類があります。1000種類くらいあるそうです。硬化剤によって、エポキシ樹脂の物性が決まるので、用途によってむちゃくちゃ種類が多いです。目的の樹脂を作るために、配合比選定専門の業者もいるくらいです。いくつかグループ分けされているので、とりあえず、調べてみると
脂肪族アミン
最も一般的な硬化剤。常温硬化でき、耐熱温度100度。強靭で接着性が強い。耐水性も抜群。ただ、有機溶剤には要注意みたい。
芳香族アミン
接着に発熱が必要。
変性アミン
硬化時間が8時間くらいと長く、エポキシ基と反応せずに余った場合、アミンアダクトちゅう物質に変性。この分子が大きいのでそのまま硬化。そのため、秤量誤差が少ないそうです。だったら、普通のエポキシとは逆に、硬化剤が多いほうが安定した硬化皮膜が得られるということか？？？
ポリアミド樹脂
エポキシ硬化剤として、一般的に広く使用されている。硬化速度が比較的遅く、硬化剤自体の分子が大きいため、結合が硬く、エポキシ樹脂の中では高い剛性を持つ。
３級及び２級アミン
プレポリマー同士が結合する時に、触媒として働く。アミン系、ポリアミド系の硬化促進剤としての利用が多い。
イミダゾール類
硬化時間が比較的長いが、プレポリマーとの反応には８０度〜１００度の熱が必要なものや、１００度〜１８０度まで加熱すると、一気に硬化が起こるものもある。
ポリメルカプタン類
２分〜１０分で反応する速効性硬化剤。
酸無水物類
電気絶縁体としての応用が多く、電子部品の接着等に用いられる。
潜在性硬化剤
長期にわたって樹脂を保存する力に優れ、熱光圧力をきっかけにして、反応が一気に進む。
光紫外線硬化剤
紫外線に当たったら、反応が進み、硬化する。
代表的なグループのほんの一部みたいですが、もはや専門的になりすぎてて、サーーーッパリ分かりません。一般的に使われる硬化剤は、アミン系、ポリアミド樹脂が多いそうです。
こんな感じでないでしょうか。黄色＝レジン、赤色＝硬化剤です。レジン同士を硬化剤が橋渡しをしてくっついています。
こんな感じ。配合ミスで余った硬化剤＝うす緑色で表現してます。硬化剤は、小さいので、樹脂化したエポキシの隙間をスイスイと動き回れます。つまり、余った硬化剤分の流動性があり、硬化不良→皮膜薄い現象になります。
こんな感じ。余ったレジンは水色で表現してます。レジンは分子自体が大きいので、樹脂化したエポキシに挟まれ、身動きできなくなります。そのため、レジンが多くても、流動性がなく、硬化不良にならない→皮膜硬い現象となります。
エポキシは架橋構造です。レジンが硬化剤橋げたにして、巨大な橋のような構造を作ります。多分こんな感じ。
多分こんな感じ。橋げたの間を縫って、余った硬化剤が抜け出てきて、動き回るのでは？それで、硬化不良の樹脂をひっかいたら、硬化剤が橋と橋の間に入って、跡が付く？？？
多分こんな感じ。レジンはデカイので、橋の間に引っかかって、動けなくなって、硬くなる？？？。とはいえ、橋げたを構成するのがレジンなんで、この図の大きさには無理があるような・・・・。
レジン：硬化剤＝2.2：2.5で配合した皮膜。固まってます。
ただ、皮膜が、硬化剤少な目配合樹脂よりも弱く、ツメで強めに引っかくと、傷が残ります。
レジン：硬化剤＝2.2：2.5で配合。ハイビルド同様固まってます。
ツメで強く引っかくと傷が入ります。
こんなカップや
こんなシリンジでやります。
さらに、シリンジでは、液を吸い込む時に100％気泡が入ります。この気泡が誤差となります。
さらに、シリンジから、カップに流し込む時に、最後の1滴が入るかはいらないかも誤差になります。
さらに、混ぜる時だって、フチに硬化剤だのレジンだの、こびりついて反応せずに残ってしまう事だってあります。これも誤差です。
というわけで、東邦産業エポキシとフレックスコートハイビルドの硬化剤を混ぜてみました。
ミキシングカップの目盛りで計量し、東邦レジン：フレックスハイビルド硬化剤＝10.5：9.5ってとこです。
混ぜたら恐ろしくサラサラｗｗｗ東邦産業のエポキシがサラサラなので、これが影響していると思われます。
固まった！！！！！
二日後、完全硬化。恐ろしく粘性が低いので、アルコールランプ使ってないのに、エアが全く入ってません。気になる皮膜はツルツルピカピカ、ツメで傷が付きません！