纳米SiO_2改性EP/BMI/CE树脂体系固化动力学研究

采用非等温差示扫描量热(DSC)法对纳米二氧化硅/环氧树脂/双马来酰亚胺/氰酸酯(nano-SiO2/EP/BMI/CE)树脂进行了固化反应动力学和固化工艺研究。通过Kissinger法和Ozawa法求得了nano-SiO2/EP/BMI/CE树脂体系固化反应动力学的表观活化能。结果表明:改性CE树脂体系的固化工艺参数为凝胶温度112℃、固化温度195℃及后处理温度213℃,进而确定了改性CE树脂体系的最佳固化工艺条件为"150℃/3 h→180℃/3 h→200℃/2 h";改性CE树脂体系的平均表观活化能为59.90 kJ/mol。     

聚醚酮改性BMI树脂的固化反应动力学研究

采用非等温DSC(差示扫描量热)法、FT-IR(红外光谱)法、Kissinger-Crane法、Ozawa法和T-β(温度-升温速率)外推法研究了PEK(聚醚酮)改性BMI/DBA(双马来酰亚胺/二烯丙基双酚A)树脂体系的固化动力学过程。研究结果表明:采用Kissinger-Crane法得到的动力学参数与Ozawa法的求解结果相近,PEK改性BMI/DBA的固化反应遵循1级反应机制;BMI/DBA/PEK树脂体系的固化温度为130~210℃,后处理温度为240℃。     

POSS改性BMI树脂固化动力学及固化工艺研究

以双马来酰亚胺(BMI)、二烯丙基双酚A(BA)和七苯基倍半硅氧烷三硅醇(POSS-triol)为原料,采用非等温差示扫描量热(DSC)法研究了BMI/BA/POSS-triol体系的固化反应过程。运用Kissinger极值法、Crane法、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)等转化率法和T-β(温度-升温速率)外推法确定了改性树脂体系的固化反应动力学参数和固化工艺参数。结果表明:改性树脂体系的固化反应活化能和反应级数(接近于1)均随POSS-triol用量增加而变化不大,说明POSS-triol的加入并没有明显改变BMI/BA体系的固化反应机理;改性树脂体系的凝胶温度为175.7℃,固化温度为226.9℃,后处理温度为271.7℃。     

环氧树脂改性双马来酰亚胺/氰酸酯树脂固化工艺研究

采用差示扫描量热(DSC)法和红外光谱(FT-IR)法对缩水甘油胺型环氧树脂(AG-80)与脂环族缩水甘油酯型环氧树脂(TDE-85)共同改性双马来酰亚胺(BMI)/氰酸酯树脂(CE)的固化反应历程进行了研究,并按照Kissinger和Crane法计算出该改性树脂体系固化反应的动力学参数。结果表明:改性树脂体系的固化反应表观活化能为68.11 kJ/mol,固化反应级数为0.860(接近于1级反应);环氧树脂(EP)可促进CE固化,当固化工艺条件为"150℃/3 h→180℃/2 h"时,改性树脂体系可以固化完全。     

低温固化改性BMI树脂基体动力学研究

采用催化剂、3,3′-二烯丙基双酚A(DP)和多官能团单体C改性4,4′-二氨基二苯甲烷双马来酰亚胺(BMI)树脂,制取低温固化、高温性能优良的改性BMI树脂。采用差示扫描量热法(DSC)研究了改性BMI树脂的固化反应动力学,计算了固化反应体系的动力学参数,进而提出了该改性BMI树脂固化成型过程的动力学模型,并结合傅里叶红外光谱(FT-IR)对反应机理进行了探讨。研究结果表明,催化剂对固化反应的进行有重要的促进作用,改性BMI树脂的固化温度由259℃降为178℃;烯丙基与马来酰亚胺基的"ene"反应非常显著,且改性剂C与DP的"ene"反应历程相似;改性BMI树脂的固化工艺确定为120℃×6h+140℃×2h+160℃×2h+180℃×2h,后处理工艺为200℃×6h。     

二元胺型苯并噁嗪/双马来酰亚胺共混树脂及其玻璃布增强的层压板

苯并噁嗪(BZ)和双马来酰亚胺(BMI)按照不同的配比进行共混固化。用FTIR、DSC、凝胶化时间、DMA、TGA、万能电子拉力机分别研究了BZ/BMI共混体系的固化行为以及BZ/BMI固化树脂的热性能和剪切强度等。结果表明BZ和BMI除了发生均聚反应,还发生苯并噁嗪开环生成的酚羟基和双马来酰亚胺的双键生成醚键的反应。BZ和BMI共混后,固化温度比各自的固化温度都低。BMI的加入提高了共混树脂的热性能,BZ/BMI固化树脂的T_g达289℃,T_d5达387℃,T_d10达422℃,800℃的残炭率达55.3%。另外,BMI的加入提高了BZ/BMI固化树脂的剪切强度,当BMI的含量为60％时,BZ/BMI固化树脂的剪切强度为12.44 MPa。进一步,制备了玻璃布增强的BZ/BMI层压板,并对其力学性能和断面形貌进行了研究。结果表明,当BMI用量为40%时,BZ/BMI层压板的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度分别达394 MPa、490 MPa、160 kJ·m^-2。     

动态DSC法研究BMI改性酚醛树脂固化反应动力学

采用非等温DSC(差示扫描量热)法研究BMI(双马来酰亚胺)改性PF(酚醛树脂)体系的固化动力学,借助升温速率-温度(β-T)外推法和红外光谱(FT-IR)跟踪固化反应过程,确定了BAN(BMI改性PF)体系的固化工艺和固化动力学参数。结果表明:BAN的固化工艺为"120℃/2 h→140℃/2 h→160℃/2 h→180℃/2 h",后处理工艺为220℃/3 h,BAN固化体系的动力学参数是表观活化能Ea=123.4 kJ/mol、频率因子A=1.96×1012s-1和反应级数n=1.05;根据n级动力学反应模型求解出该树脂的反应动力学方程,其计算值与试验值基本吻合,说明该模型能较好描述BAN的固化反应过程。     

PES改性低温固化双马树脂固化动力学研究

以聚醚砜(PES)作为双马树脂(BMI)的增韧剂,以3,3′-二烯丙基双酚A(DP)作为改性剂,采用非等温DSC(差示扫描量热)法,研究了PES改性低温固化BMI/DP体系的固化反应动力学。结果表明:根据Kissinger方程、Crane方程和n级动力学模型计算出BMI/DP体系的固化动力学方程为dα/dt=2.1×10~(11)(1-α)~(1.07)e×p(-13.89×10~3/T);采用红外光谱(FT-IR)法跟踪固化反应过程,确定了BMI/DP体系的固化工艺为"130℃/3 h→140℃/1h→160℃/2 h→180℃/2 h"。     

SiO_2/CE/BMI复合材料固化反应动力学的研究

通过示差扫描分析法(DSC)研究了SiO2/氰酸酯树脂(CE)/含有活性稀释剂的双马来酰亚胺树脂(BMI)复合材料的固化动力学,求得其固化工艺参数为:凝胶温度87.13℃,固化温度137.27℃,后处理温度203.58℃;用Kissinger法和Ozawa法求得其固化动力学参数为:表观活化能6.692kJ/mol,反应级数1.493,Arrhenius方程中的频率因子11.9445s-1。与CE/BMI体系对比表明,SiO2的加入可以降低CE/BMI体系的活化能,使其固化反应可以在较低温度下进行。     

新型烯丙基化合物改性双马来酰亚胺树脂的制备及研究

利用环氧树脂和二烯丙基双酚A (DP)合成了一种新型烯丙基化合物(改性剂A),然后用该化合物改性双马来酰亚胺树脂(BMI),通过差示扫描量热法研究了BMI/DP/改性剂A体系的固化反应动力学,确定了固化工艺参数,并测试了该体系的力学性能、热性能和溶解性能。结果表明,该体系固化反应的表观活化能为88.512 kJ/mol,反应级数为0.91,为非整数,表明固化反应机理较为复杂;该体系较佳的固化工艺为150℃/1 h+170℃/2 h+200℃/2 h;相对于DP,改性剂A对BMI的增韧效果更为优异,当改性剂A用量为70份时,BMI/DP/改性剂A体系的力学性能最好,其冲击强度为23.31 kJ/m2,弯曲强度为155.8 MPa,热变形温度为224℃,质量损失5%时的温度为389.4℃,可溶于丙酮,具有良好的韧性、热性能和溶解性能。     

改性BMI/苯并噁嗪树脂的固化反应及其动力学研究

将改性双马来酰亚胺(BMI)树脂与苯并噁嗪(B-a)树脂进行共混共聚制备了改性BMI/B-a树脂,采用动态DSC技术研究了改性BMI/B-a树脂的固化反应过程。实验结果表明,在100～350℃范围内出现两个峰,其中100～153℃是树脂的熔融吸热峰(峰顶温度为134℃),156～303℃是树脂固化反应过程的放热峰(峰顶温度为232℃);改性BMI树脂与B-a树脂的固化反应级数为0.93,活化能为85.6 kJ/mol;改性BMI/B-a树脂的固化工艺为180℃×1 h+200℃×2 h+230℃×2 h,后处理工艺为280℃×2 h。     

nano-SiO_2/BCE/BMI复合材料的固化动力学的研究

采用非等温差示扫描量热法（DSC）研究了nano-SiO2填充BCE/BMI（nano-SiO2/BCE/BMI）体系的固化动力学,用Kissinger、Crane和Ozawa法确定固化动力学参数。结果表明,nano-SiO2/BCE/BMI体系的固化反应表观活化能和频率因子为293.69 kJ.mol-1和4.5×1033 s-1;反应级数为0.97;nano-SiO2/BCE/BMI体系的固化工艺参数：凝胶温度为117.28℃、固化温度为184.78℃及后处理温度为234.84℃。     

偶联剂表面处理nano-SiO2填充BCE/BMI体系的固化动力学研究

采用非等温差示扫描量热法（DSC）研究了偶联剂KH560处理的nano-SiO2填充BCE/BMI体系（nano-SiO2/BCE/BMI）的固化动力学,用Kissinger、Crane和Ozawa法确定固化动力学参数。结果表明,nano-SiO2/BCE/BMI体系的固化反应表观活化能为65.05 kJ.mol-1和6.61×106 s-1;反应级数为0.89;nano-SiO2/BCE/BMI体系的固化工艺参数：凝胶温度为116.33℃、固化温度为163.34℃及后处理温度为213.27℃。     

高固含量聚醚醚酮改性酚醛树脂固化动力学研究

采用溶液聚合法合成了高固含量(>80%)聚醚醚酮(PEEK)改性酚醛树脂(PF),用非等温DSC(差示扫描量热)法和T-β(温度-升温速率)外推法对其固化反应动力学过程进行了研究,并根据Kissinger方程、Ozawa方程和Crane方程等计算出该固化反应的动力学参数。结果表明:改性树脂的凝胶化温度为136.68℃,固化温度为167.16℃,后处理温度为197.39℃;其固化体系的表观活化能为100.02 kJ/mol,频率因子为1.84×106 s-1,反应级数为0.94(近似于1级反应)。