环氧树脂含硅固化剂的固化动力学研究

采用化学合成方法,利用甲苯-2,4-二异氰酸酯、羟基硅油和二乙胺合成了新型的环氧树脂含硅固化剂,使用红外光谱分析初步确定了合成固化剂的分子结构,通过差示扫描量热法(DSC)分析了合成固化剂/环氧树脂固化体系的固化动力学,并对固化制度进行了优化计算.采用分析固化动力学常用的Kissinger等分析方法,对体系表现活化能和反应级数进行了分析.计算结果表明,体系的表观固化活化能为57.07 kJ/mol,反应级数为n=0.9203.外推法得到体系理论凝胶温度Tgel =366.51 K、最大固化速率温度Tcure=386.44 K、后固化温度Ttreat=397.30 K.     

增韧耐温改性环氧树脂的制备及其表征

采用有机硅树脂及聚硫橡胶对环氧树脂进行改性,以聚酰胺为主固化剂,并在固化剂中引入含苯环结构的固化剂,辅以不同比例的改性填料,制备出能在160℃条件下长期使用的耐高温胶黏剂,该胶黏剂室温固化72 h剪切强度即可达到19.84 MPa,其耐热性达到了160℃,瞬间使用温度在250℃以上,并用FT-IR,1H-NMR对产物进行了结构表征,采用TGA分析了含硅环氧树脂的热稳定性,结果表明:Si—O基团的引入大大提高了环氧树脂的热稳定性;并对固化体系进行了XRD衍射,通过对XRD衍射曲线进行分析,结果显示,改性后固化物2θ衍射角在18°附近衍射峰有较大幅度减弱,这说明固化72 h后,改性后固化度更高.这为含硅环氧树脂的应用提供了理论依据.     

E-51环氧树脂/BPF体系等温固化动力学研究

采用差式扫描量热法(DSC)在等温条件下对E-51/(9,9-双(4-氨基苯基)芴(BPF)环氧树脂体系的固化反应动力学进行了研究.结果表明:该树脂体系的固化反应动力学符合自催化反应动力学模型,应用自催化方程对实验结果进行处理,采用多元非线性最小二乘法进行拟合,得到自催化方程中的所有动力学参数,且活化能为63.75 k...     

有机硅改性环氧树脂制备及热稳定性

采用二苯基硅二醇与双酚A型环氧树脂(E-44)反应,制备有机硅环氧树脂及其固化物.通过正交和单因素实验研究原料物质的量比、反应温度和时间对树脂热稳定性的影响,用热机械分析仪、热失重分析仪、傅立叶变换红外光谱仪和化学滴定分析等对改性树脂进行表征.结果表明,用二苯基硅二醇改性E-44,在催化剂为二丁基二月桂酸锡,二苯基硅二醇与E-44物质的量比1∶4,反应温度110℃,反应时间2h时,得综合热稳定性能优异的有机硅改性环氧树脂,较未改性环氧树脂,其热膨胀系数下降33.2％,内应力参数下降36.3％,初始热分解温度提高15℃,而玻璃化转变温度无明显降低,有良好的热稳定性.     

氧化锌/环氧树脂基透明纳米复合材料固化动力学研究

利用动态差示扫描量热法（DSC）研究了氧化锌/环氧树脂（ZnO/EP）体系的固化过程,考察了ZnO纳米颗粒对环氧树脂固化反应动力学的影响。采用Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa法和Crane公式计算了体系的反应活化能、频率因子及反应级数等固化反应参数。结果表明：ZnO纳米颗粒的加入使环氧树脂的理论凝胶温度降低而理论固化温度升高;同时,降低了固化反应活化能,降低程度随固化反应过程的深入逐渐减小;另外,固化反应的反应级数基本不变。这说明纳米ZnO的加入对固化反应有一定的促进作用,但不改变环氧树脂固化反应机理。     

差示扫描量热法研究环氧端基酚酞聚芳醚酮的固化特性

为了提高环氧树脂的力学性能和耐热性能,制备了环氧端基酚酞聚芳醚酮,并研究其固化反应.由酚酞和4,4,-二氟二苯酮经芳香亲核缩聚反应,制得了含酚氧钾端基的聚芳醚酮低聚物.将其与环氧氯丙烷反应得到环氧值为0.13、数均分子量为1 540的含环氧端基聚芳醚酮.利用差示扫描量热法研究了以4,4＇-二氨基二苯醚为固化剂制备的环氧封端酚酞聚芳醚酮的固化反应和反应动力学特征.结果表明,固化反应为复杂反应,反应过程中体系放热,反应放热峰的起始温度和峰顶温度随着升温速率的增加而升高;该环氧体系的最低固化反应温度和固化反应峰顶温度为120.6℃和146.8℃,固化反应表观活化能和固化反应级数分别为68.21 kJ/mol和0.91.     

环氧树脂体系固化反应动力学特征

采用非等温差式扫描量热方法(DSC)对双酚A型环氧树脂(E-51)与日本TAF环氧沥青(J-2)固化剂的固化反应动力学特征进行了研究.根据不同升温速率下环氧树脂体系固化反应的DSC曲线特征,通过n级自催化反应模型,求解出固化反应动力学参数,进而得到其固化反应动力学方程,探讨其固化反应机理.试验结果表明,通过固化反应动力学模型所得到的曲线与试验得到的DSC曲线吻合较好,所确立的模型在5～25 K/min的升温速率下能较好地描述环氧树脂体系固化反应过程,为研究环氧沥青固化机理提供理论基础,有利于制定和完善环氧沥青合理的固化工艺.     

间甲苯胺改性双氰胺固化环氧树脂的DSC研究

采用化学改性合成的间甲苯胺改性双氰胺衍生物作为环氧树脂潜伏性固化剂，通过差示扫描量热法（DSC）研究了间甲苯胺改性双氰胺／环氧树脂E-44体系的固化反应。结果表明，间甲苯胺改性双氰胺与双氰胺相比，具有较高的固化反应活性，显著降低了固化反应的温度，而且间甲苯胺改性双氰胺／环氧树脂E-44体系也具有较好的贮存稳定性。同时间甲苯胺改性双氰胺／E-44环氧树脂体系的动力学研究也表明该固化体系的活化能明显降低，固化反应活性与未改性前相比，有很大程度的提高。     

DSC及IR联合测定环氧树脂-双氰胺体系固化工艺参数

采用非等温DSC法研究了固化剂用量对环氧树脂固化反应的影响。同时利用不同升温速率下测得的DSC曲线研究了环氧树脂-双氰胺体系的固化反应动力学,并由DSC及IR分析技术确定了该体系的最佳反应条件。实验结果表明：固化剂双氰胺最佳用量为5．6％,最佳固化温度为403K,固化时间为70min,该体系的反应活化能为96．82kJ／mol,反应级数为0．93。     

耐高温玻璃纤维增强环氧树脂基拉挤电绝缘芯棒的研制

采用烯丙烯双酚Ａ改性双马来酰亚胺的预聚体对酸酐／环氧树脂体系进行了高温化改性实验,获得了一种耐高温玻璃钢拉挤芯棒用树脂基体配方。对该改性的环氧树脂体系的固化反应、固化反应动力学参数及树脂基体固化物和其玻璃纤维增强的拉挤芯棒的机、电、热性能进行了实验研究。结果表明：该树脂基体满足拉挤工艺要求,其性能达到ＩＥＣ－１１０９－９２技术指标要求。     

环氧树脂／粘土纳米复合材料固化反应动力学及其性能的研究

用十六烷基三甲基溴化铵直接处理钙基蒙脱土（MMT）,采用非等温DSC法研究了E-51/MMT/DDM体系的固化反应动力学,并用Kissinger方法求得其表观活化能（△E）为49．66kJ／mol,根据Crane理论计算得到反应级数为0．88,确定了使用DDM作为固化剂的固化反应条件,并且测定了复合材料的力学性能,最后又采用非等温DSC法研究了环氧树脂,粘土纳米复合材料的热性能,研究结果表明纳米复合材料具有较高的玻璃化转变温度。     

三氧化二铝对环氧树脂固化动力学及 热降解动力学的影响

采用热分析法研究了高含量Al₂O₃填料对环氧树脂（E51）/二氨基二苯甲烷（DDM）体系的固化表观活化能、热降解动力学和性能的影响.非等温差式扫描量热法（DSC）固化动力学研究表明,加入Al₂O₃体系的反应活化能由51.49 kJ/mol降低至48.12 kJ/mol;用n级非等温动力学法分析获得了固化反应的动力学参数.利用热重分析研究了环氧固化物体系的热降解动力学,用FWO方法计算固化物降解活化能结果表明,Al₂O₃粉体对E51/DDM体系初始分解活化能影响不大,当降解率达到30%时,Al₂O₃粉体对E51/DDM体系分解有明显的抑制作用.热重红外联用测试结果表明,甲烷、羰基化合物、胺和双酚A是E51/DDM热分解过程中的主要产物,Al₂O₃粉体能提高E51/DDM体系的热稳定性.动态热机械研究表明,Al₂O₃的加入增大了环氧树脂固化产物的储能模量.DSC测试结果表明,Al₂O₃加入后,体系的玻璃化转变温度由114.16℃提高到121.51℃.     

聚醚胺/环氧树脂固化体系的动力学研究及性能

以聚醚胺类化合物作为环氧树脂的固化剂,得到的固化体系相对脂肪胺及简单二胺为固化剂的固化体系具有良好的弯曲强度和抗冲击性能。并采用DSC测试方法研究了环氧树脂与聚醚胺的固化进程动力学参数,由Kissinger方程得出固化反应的活化能E为51.91kJ/mol,频率因子A为3.214×106 s-1,由Crane方程得出固化反应级数n=0.887 9,并得到固化反应的动力学方程,-dα/dt=k（1-α）0.887 9,其中k=3.214×106exp（-6 243.7/T）。     

高性能双组分环氧树脂浇注体系的热性能研究

为不降低环氧树脂的力学性能和热性能而实现增韧,近年来人们又发展了用耐热性高和力学性能良好的热塑性树脂增韧环氧树脂。采用聚芳醚酮树脂（ PAEK ）粉末为改性剂,制备高性能双组分环氧树脂材料,并利用扫描电子显微镜（ SEM ）和热重/差热分析仪对材料的脆断断口形貌和碎末进行了观察与分析。结果表明,纯环氧树脂的升温DSC曲线表现为放热反应,而环氧树脂共混体系的升温DSC曲线表现为吸热反应;同时PAEK粉末的加入显著提高了环氧树脂浇注体系的热分解温度,提高了其热稳定性。 SEM分析结果表明,PAEK粉末的加入,提高了基体材料的韧性。     

新型改性水性聚苯胺-环氧树脂涂料的制备

通过化学结构改性法分别在环氧树脂E-44的一端引入双键,另一端引入羟基,用不饱和有机酸中和,得到水性环氧树脂.研究了单体配比、反应温度对反应转化率的影响,确定了水性环氧树脂制备的最佳条件为：n（N-甲基烯丙基胺）∶n（二乙醇胺）∶n（E-44）=1.00∶1.05∶1.00;反应温度60℃;反应时间4 h.同时研究了水性环氧树脂及固化剂不同配比对涂层性能的影响,确定了水性环氧树脂乳液和固化剂的最佳质量比为2∶1.     

环氧树脂改性氰酸酯复合材料的性能研究

采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）研究了双酚A型氰酸酯（BADCy）/双酚A型环氧树脂（E-51）体系的共固化机理,通过热重分析（TGA）和扫描电子显微镜（SEM）分析了复合材料的耐热性能、断面形态,并测试了材料的冲击强度和介电性能。结果表明E-51的加入对BADCy/E-51体系固化反应有促进作用,并能显著改善材料的韧性和冲击性能。当E-51含量为30%（质量分数）时,材料的冲击强度可达14.38 kJ/m2,且复合材料仍能保持良好的热稳定性和介电性能。     

新型含磷固化剂的合成与表征

为了提高环氧树脂的阻燃性,本文以苯基膦酰二氯（PPD）、3-氨基-1,2,4-三氮唑（TA）为原料,四氢呋喃作溶剂合成了新型含磷阻燃固化剂PPDTA,通过红外光谱对该化合物结构进行了分析并确认。同时采用三因素三水平正交实验研究反应时间、反应温度、反应物摩尔比对产率的影响。结果表明,当反应时间10 h,反应温度70 ℃,TA与PPD摩尔比为2.2∶1时,在惰性气氛下PPDTA的产率可达到86.4％。将产物用于固化环氧树脂,通过极限氧指数（LOI）测试和垂直燃烧（UL-94）测试表征材料的阻燃性能,当环氧树脂体系中磷的质量分数达到2.5%时,LOI值达到32.7%,并通过V-0等级,证明材料阻燃性能良好。     

天然胶/杜仲胶共混硫化物结晶性对热致形变回复性能的影响

用XRD法分析天然胶/杜仲胶共混硫化胶的结晶性,研究其结晶性对天然胶/杜仲胶共混硫化胶的物理性能和热致形变性能的影响.实验结果表明:随着杜仲胶用量的增加,硫化胶在XRD图谱中的衍射峰强度增大,硫化胶的结晶性增大,硫化胶交联密度有明显减小.定伸应力和拉伸强度随杜仲胶用量的增加而增大,而拉断伸长率减小,热致回复温度降低,试样的最终形变率减小.