树脂要完成交联反应,固化剂可少不了。把树脂含量固定为硅砂质量的 2.5%,在室温下进行固化,接着往里面添加不同比例的固化剂,来研究这对树脂砂的性能有啥影响。要是固化剂用得比较少,产生的酸性环境就不够强,没办法让树脂的交联反应彻底完成。而且呢,树脂在交联反应的时候会产生水,这些水会把固化剂给稀释了,对交联反应起到阻碍作用。这样一来,呋喃树脂砂的抗拉强度就比较低。要是再增加固化剂的含量,树脂砂的抗拉强度会慢慢升高,等升到一个最高点之后,随着固化剂继续增多,强度又会开始下降。当固化剂的加入量达到 60% 的时候,树脂砂就完全没有强度了。这是因为树脂交联反应的速度太快了,导致交联结构不完整,树脂膜和粘结剂桥变得很脆弱,所以强度就大幅度降低了。当固化剂的加入量保持不变的时候,呋喃树脂砂的抗拉强度会随着时间的延长而提高,这主要是跟固化反应进行的程度有关系。

固化剂含量增加还会让发气量变大,这是因为在高温下,磺酸类固化剂会分解出像 H2S、SO2 这样的气体。而且过多的固化剂会让砂型中的硫含量增多,这对旧砂回收可不利。由此可见,不能为了加快固化速度就大量地增加固化剂,不然不但会让强度下降,发气量也会跟着增加。实验结果表明,固化剂的含量为树脂质量的 20% 是最合适的加入量。在树脂进行聚合反应的过程中,会产生一些水。这些水会聚集在砂粒的孔隙当中。到了固化的后期阶段,水聚集多了就可能会导致粘结桥被水解,还会让树脂里面出现大孔。这两个情况都会让砂粒之间的粘结材料的机械强度降低。