环氧树脂固化动力学的非等温DSC研究

用非等温DSC对环氧树脂在动态升温过程中的固化动力学进行了研究,采用Kissinger方程对固化动力学模型参数中固化反应活化能、反应级数和指前因子进行了计算,并用Ozawa法对固化反应活化能进行了验证,计算结果表明,EP/DDS固化反应符合n阶固化动力学模型,结合不同升温速率下的特征温度,对环氧树脂的固化条件进行了优化。     

两种环氧树脂体系非等温固化动力学分析

本文通过DSC法详细研究了4,4-二氨基二苯砜/环氧树脂(E-51/DDS)和4,4-二氨基二苯醚/E-51(E-51/DDE)两种体系的非等温固化动力学,确定了固化反应活化能、指前因子、反应级数等固化动力学参数,推导出两种体系的固化动力学方程。     

E51/DDS/CTBN/POSS-NH2环氧树脂体系固化行为研究

采用非等温差示扫描量热法对环氧树脂的固化行为进行研究.配制E51/DDS/CTBN和E51/DDS/CTBN/POSS-NH2环氧树脂体系,通过对其不同升温速率的DSC曲线进行分析得到固化特征温度.通过Kissinger和Ozawa方程计算体系的活化能,得到相关动力学参数.将动力学参数代入n级动力学反应模型,建立反应动...     

微米氧化铝/环氧树脂/DDS体系的等温固化动力学

采用等温示差扫描量热法(DSC)研究了微米氧化铝的用量对环氧树脂/4,4-二氨基二苯亚砜(DDS)体系等温固化行为的影响,通过Kamal方程对该体系的固化动力学进行了分析。结果表明:微米Al_2O_3/环氧树脂/DDS体系的固化以自催化反应为主。微米氧化铝能够促进DDS/环氧树脂体系的固化,且在一定范围内,随着氧化铝用量的增加,其促进作用越明显。DDS/环氧树脂体系在160℃下加热1 h即基本固化完全,据此优化生产线的固化程序,达到了节能降耗的目的。     

芳香胺固化环氧树脂非等温DSC动力学的研究

基于非等温DSC得到的数据,采用唯像模型法及非模型法研究了环氧树脂/芳香胺固化体系的固化动力学。唯像模型法中,通过对固化曲线及Málek法引入的y(α),z(α)曲线分析,预测了该固化体系符合SB双参数自催化模型,并使用Levenberg-Marquardt(LM)算法进行最小二乘拟合,引入动力学修正因子C_f进行修正拟合;非模型法中,使用改进的等转化率法(NLV Vyazovkin法)计算了不同固化度(α)条件下活化能(E_α)的大小,通过ABS微分法对几组简化α的SB方程进行了补偿参数计算。结果表明,引入C_f的SB双参数自催化模型能够较好地拟合该固化体系固化反应动力学过程;反应前期E_α随增α加而快速下降,固化反应后期E又逐渐增加;E_α与指前因子(A)之间的关系能够通过"补偿参数"方程进行较好的表达。     

纳米二氧化钛对环氧树脂固化反应的影响

采用非等温DSC研究了纳米二氧化钛改性环氧树脂体系(EP)的固化动力学,采用Flynn-Wall-Ozawa和Vyazovkin非线性等转化率方法(NLV)法分析了固化活化能与转化率的关系,利用Kissinger和Crane方程研究了固化动力学参数,根据不同升温速率下DSC固化反应曲线确定了固化工艺参数。结果表明,纳米二氧化钛促进了环氧树脂的固化,降低了固化反应的活化能,但没有改变环氧树脂的固化机理。     

IPDA/环氧树脂体系的等温固化动力学

用差示扫描量热法研究了IPDA/环氧树脂体系的等温固化动力学,用Kamal方程对该体系的等温固化曲线进行拟合。结果表明:环氧树脂的固化过程包含自催化机理,加入IPDA没有改变固化反应机理。同一温度下反应速率常数k_2大于k_1,并且k_1、k_2随着固化温度的上升而增大。     

环氧树脂交联结构对固化动力学的影响

在环氧树脂E54中引入不同比例的三官能团间氨基苯酚环氧树脂S500M进行物理共混,采用DDS固化剂,制备不同交联结构的环氧树脂。利用非等温DSC法对环氧树脂固化过程进行分析,根据固化反应热绘制固化度与温度曲线,通过Kissinger和Crane方程计算树脂固化反应活化能和动力学参数。结果表明,随着树脂交联密度的提高,固化反应的开始温度、峰值温度、终止温度均发生前移,固化时间缩短,固化反应活化能降低,但频率因子和反应级数基本不变。     

环氧树脂/对甲基苯基双胍固化反应动力学研究

根据非等温和等温DSC数据,采用等转化率法和模型拟合法对环氧树脂/对甲基苯基双胍体系的固化反应过程进行了研究,分析了固化体系在非等温和等温条件下的固化规律。并通过Malek最大概然函数机理法确定了固化反应机理函数,计算出固化反应动力学模型参数。结果表明,考虑了扩散影响的等温自催化反应速率模型对该体系等温固化过程的预测数据与DSC实验数据吻合得更好。同时,在比较非等温和等温自催化动力学模型的计算值与实验值的基础上,结合活化能随固化度的变化规律,对不同温度条件、不同转化率下固化体系的反应历程和机理进行分析,为工业应用中固化工艺条件的优化提供了理论依据。     

硫磺固化烯丙基环氧树脂的动力学研究

通过非等温和等温差式扫描量热法(DSC)对硫磺(S)固化2,2’-二烯丙基双酚A型环氧树脂(DADGEBA)的动力学进行了研究。从DSC曲线两个放热峰得知,DADGEBA/S体系是两步反应,通过等温DSC分析确定该体系在温度高于170℃低于210℃时满足Kamal自催化模型,通过非等温DSC确定该体系在温度高于210℃时,满足n级反应模型,得到了动力学模型的相关参数。DADGEAB/S体系在整个固化反应过程中满足两种动力学机理函数,这与DADGEBA/S体系双固化机理相符。     

POSS-环氧树脂纳米分子杂化材料的固化动力学分析

采用非等温DSC对胺丙基低聚倍半硅氧烷(NH2-POSS)/环氧树脂(E51)/4,4-二氨基二苯砜(DDS)体系的固化过程进行研究。利用外推法确定体系的固化工艺条件,通过Kissinger和Ozawa方程计算体系的活化能,研究了n级和自催化模型对体系的适用性。结果表明,NH2-POSS/E51/DDS体系的活化能为68.01kJ/mol,且自催化动力学模型适用于固化体系。     

高压气体氛围中的聚氨酯非等温固化动力学

采用高压DSC对0.1~6 MPa压力范围二氧化碳(CO2)及氮气(N2)氛围中的聚氨酯非等温固化动力学进行了研究。利用Kissinger法及两种不同积分形式的等转化率法求取了聚氨酯固化过程的表观活化能Ea,在此基础上采用Málek法确定了固化反应的机理函数及动力学参数,得到固化反应动力学方程,并分析了高压CO2及N2的存在对固化过程的影响。研究结果表明,该聚氨酯体系的活化能随着反应转化率的增加呈现出典型的先减小后增加的S型反应特征,由于高压气体的静压作用及溶剂效应,体系的表观活化能随着气体压力的升高而逐渐降低,CO2的溶剂效应明显强于N2;利用Sestak-Berggren模型进行拟合,发现在不同压力的气体氛围中该模型与非等温测试得到的DSC曲线较为吻合,表明该体系在常压及高压气体存在下均符合自催化模型。     

非等温DSC法研究苯并恶嗪树脂固化反应动力学

采用非等温DSC法对M型苯并恶嗪(MBOZ)固化动力学进行了研究。分别通过n级反应模型和自催化模型求解出反应动力学参数,进而得到固化反应动力学模型。结果表明,n级反应模型与实验值的差别较大;而采用自催化模型得到的曲线与实验得到的DSC曲线吻合较好,所确立的模型在5～15 K/min的升温速率下能较好地描述MBOZ的固化反应过程,并为其树脂基复合材料工艺优化条件提供了理论依据。     

异佛尔酮二胺/环氧树脂非等温固化动力学研究

采用差示扫描量热法(DSC)对异佛尔酮二胺和环氧树脂体系的固化反应动力学进行了研究。分别通过n级反应法和Málek的最大概然机理函数法确定固化反应机理函数,求出固化反应动力学参数,得到相应的固化反应动力学模型。结果表明,通过Kissinger,Crane方法求解动力学参数所得到的n级反应模型与实验值差别较大;而采用Málek方法判别机理,表明该固化反应按照自催化反应机理进行,由esták-Berggren(S-B)自催化模型计算所得到的曲线与实验得到的数据曲线较吻合,能较好地描述该体系的固化反应过程。     

非等温DSC法研究不饱和聚酯树脂/淤泥体系固化反应动力学

采用非等温DSC法对不饱和聚酯树脂/淤泥体系的固化反应动力学进行了研究.应用Kissinger-Crane法和Ozawa法求解固化反应动力学参数,得到不饱和聚酯树脂和不饱和聚酯树脂/淤泥两体系的固化反应动力学模型.结果表明,通过Kissinger-Crane法所得到的动力学参数与Ozawa法求解的结果相近,固化反应遵循一级反应机理.动力学方程的计算与固化反应热的分析结果均表明聚酯树脂固化反应历程不变,作为新组元成分的淤泥没有参与不饱和聚酯树脂的固化反应.从实验得到的DSC曲线可以确定不饱和聚酯树脂/淤泥体系固化工艺中的温度参数.     

丁香酚环氧有机硅树脂的制备及其固化动力学研究

利用丁香酚环氧和环四硅氧烷硅氢加成得到新型生物基环氧树脂D4EUEP,通过核磁共振氢谱和飞行时间质谱表征其准确结构。使用非等温DSC对D4EUEP/33DDS固化体系进行分析,采用双参数自催化模型和Málek判据建立了该体系固化动力学模型。模型计算结果与实验结果相关系数大于99%,证明该模型可以较好地描述D4EUEP/33DDS体系的固化过程。通过AICM方法研究了体系的有效活化能与转化率之间的关系,揭示了微观反应机理的变化,并通过Vyazovkin法对D4EUEP/33DDS体系进行了等温固化预测。     

高压气体氛围中的聚氨酯非等温固化动力学

采用高压DSC对0.1~6 MPa压力范围二氧化碳（CO₂）及氮气（N₂）氛围中的聚氨酯非等温固化动力学进行了研究。利用Kissinger法及两种不同积分形式的等转化率法求取了聚氨酯固化过程的表观活化能E_a,在此基础上采用Málek法确定了固化反应的机理函数及动力学参数,得到固化反应动力学方程,并分析了高压CO₂及N₂的存在对固化过程的影响。研究结果表明,该聚氨酯体系的活化能随着反应转化率的增加呈现出典型的先减小后增加的S型反应特征,由于高压气体的静压作用及溶剂效应,体系的表观活化能随着气体压力的升高而逐渐降低,CO₂的溶剂效应明显强于N₂;利用Sestak-Berggren模型进行拟合,发现在不同压力的气体氛围中该模型与非等温测试得到的DSC曲线较为吻合,表明该体系在常压及高压气体存在下均符合自催化模型。     

聚丙二醇二缩水甘油醚改性环氧力学性能及固化动力学

采用聚丙二醇二缩水甘油醚(PPGDGE)对环氧树脂进行了改性,力学性能测试表明PPGDGE可在基本不影响环氧树脂弯曲性能的同时有效地提高环氧树脂抗冲击性能,当添加量为20%时,环氧树脂冲击强度可达31.84 kJ/m²,相比于纯环氧树脂提高了70.5%。通过对EP/20%PPGDGE/DDS体系的非等温差示扫描量热(DSC)测试及活化能的求解,表明稀释剂的加入几乎不影响体系的固化,仅活化能略微降低。等温DSC固化动力学研究表明,固化反应遵循自催化反应机理,可使用Kamal模型较好地拟合。     

聚砜纳米纤维增韧环氧树脂体系的固化动力学研究

本文采用等温DSC研究不同用量纳米聚砜纤维对增韧4,4'-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺环氧树脂(TGDDM)/ 4,4'-二氨基二苯砜 (DDS)体系固化动力学的影响.应用自催化模型表征固化动力学参数.试验结果表明,聚砜纳米纤维加入后的树脂固化动力学参数符合自催化反应模型理论.聚砜纳米纤维的加入,对纳米聚砜树脂混合物的反应速率,反应程度都有明显提高.     

纤维缠绕用环氧树脂固化动力学研究

采用非等温DSC法对一种纤维缠绕用环氧树脂体系进行了固化动力学研究。基于不同升温速率下的测试数据,确定了固化工艺参数,建立了n级动力学模型,并比较了通过Kissinger方程和Ozawa方程得到的活化能。研究表明:该树脂体系凝胶化温度为89.44℃,固化温度为114.5℃,后处理温度为155.04℃;固化反应过程符合n级动力学模型。