硼酚醛-环氧树脂体系固化过程分析

采用Friedman法求解了硼酚醛-环氧树脂体系的固化反应动力学参数及固化机理模型,预测了170℃硼酚醛-环氧树脂体系的等温固化曲线,确定了此体系的等温理论转化率与时间的关系,得到不同时间的理论转化率。并且采用170℃的电热鼓风干燥箱对此体系做等温固化试验,取不同固化时间的试样,用差示扫描量热仪测得树脂的实验转化率,并且与理论值进行比较。结果表明,硼酚醛-环氧树脂体系的固化反应模型属于An型,固化反应机制函数为[-ln(1-α)]1.39=1.80×10-4t,在低固化阶段,理论转化率与实验转化率相接近,但随着固化程度的增加,理论值明显高于试验值。     

动态扭振法研究互穿聚合物网络的固化

用动态扭振法对不同配比的（环氧树脂－聚酰胺）／聚（丙烯酸正丁酯－二乙烯苯－苯乙烯）互穿聚合物网络（ＩＰＮ）进行了４个温度的等温固化实验。讲座了其最佳配方和最佳固化条件;求取了固化反应表观活化能△Ｅa,讲座了不同组分对固化反应,特别是对△Ｅa的影响。用非平衡态热力学涨落理论对上述ＩＰＮ的等温固化行为进行预估,理论曲线与实验曲线符合良好。     

环氧树脂/蒙脱土/2-己基-4-甲基咪唑纳米复合材料的固化行为

用动态扭振法研究了不同蒙脱土用量的环氧树脂／有机蒙脱土／2-己基-4-甲基味唑纳米复合材料的等温固化过程。随固化温度的提高，凝胶化时间tg和达最大固化速率的时间tg缩短，固化速率加快，Avrami速率常数k增大。蒙脱土的加入加速了环氧体系的固化反应，但对表现活化能的影响不大，对纳米复合材料的形成过程没有特殊的影响。用非平衡态热力学涨落理论对纳米复合材料的固化作了理论预估，与实验固化曲线能很好地吻合。     

环氧树脂基固体浮力材料的制备及性能研究

实验采用低密度空心玻璃微珠(HGMS)填充脂环族环氧树脂E-4221制备固体浮力材料。讨论了环氧树脂E-4221体系的固化工艺制度和树脂体系配方对固化环氧树脂材料强度的影响,测得固化树脂产物压缩强度范围值100～150 MPa。分析了树脂配方以及玻璃微珠体积含量对最终固体浮力材料性能的影响,通过优化条件制备出抗压强度在40～70 MPa之间,密度范围在0.5～0.7 g/cm3,吸水率低于0.2%的固体浮力材料,最后对浮力材料的压缩断面做了简要分析。     

填料对环氧树脂固化动力学及触变性能的影响

通过差示扫描量热法(等温DSC和非等温DSC)研究了白水泥、膨润土、粉煤灰等无机填料对环氧树脂-聚酰胺体系固化动力学的影响;利用流变仪对体系的触变性能进行了测试。研究发现,环氧树脂-聚酰胺体系的固化反应级数在2～3左右,该反应具有自催化反应的特征,在90～100℃温度条件下,固化反应全段可用Kamal模型描述;而在反应温度较低时(50～80℃),固化前期可以用Kamal模型描述,后期反应由化学控制向扩散控制转变,只能用扩散控制的反应机理模型描述。在100份环氧树脂中加入5份稀释剂和50份无机填料,当填料为白水泥、粉煤灰以及粒径325目的膨润土时,在80℃条件下固化反应全段仍然可以用Kamal模型描述。当填料为粒径400目的膨润土时,体系的触变性显著增强,固化反应初始可以用Kamal模型描述,后期转为扩散控制,所以体系的流动性变差是导致固化反应动力学由化学控制转为扩散控制的主要因素。     

840S 环氧树脂体系固化反应特性

用差示扫描量热法(DSC) 在动态条件下对840S 环氧树脂体系的固化反应动力学进行了研究。根据所测量的不同升温速率的DSC 曲线, 运用温度升温速率( T-β) 图外推法得到该环氧树脂体系的固化工艺参数, 即凝胶化温度、固化温度、后处理温度, 这些温度参数为制定合理的固化工艺提供了理论基础。采用Kissinger 方程和Crane 方程计算该840S 环氧树脂体系的动力学参数, 即表观活化能E_a 、表观频率因子A 和反应级数n 。根据所计算的动力学参数, 建立了该840S 环氧树脂体系的固化动力学模型。利用所建立的固化动力学模型分别预测了等温和动态条件下840S 环氧树脂体系的固化反应特性。      

环氧树脂—玻璃界面层的残余应力

把电阻应变丝埋入树脂界面层并作为一臂接入一直流电桥,测定等温固化时电桥的不平衡电压可以求取因固化反应树脂体积收缩而引起的残余应力。由此测定了环氧树脂-三乙醇胺体系和环氧树脂-咪唑体系与玻璃之间界面层的残余剪切应力。在0.25mm界面层内残余应力随远离界面的距离单值地减小,环氧树脂-咪唑体系与玻璃之间界面层的残余应力值比环氧树脂-三乙醇胺体系大。     

液体聚硫聚脲增韧环氧树脂形态结构的研究

以液体聚硫聚脲齐聚物来增韧环氧-聚酰胺体系,用DMTA和SEM研究了固化后环氧树脂的形态结构、相分离程度和增韧效果．结果表明,液体聚硫聚脲齐聚物的用量、齐聚物中聚脲含量对固化后的环氧树脂玻璃化温度、模量及形态有较大影响。随增韧剂中聚脲含量的提高,固化物的玻璃化温度、相分离程度及模量增加,同时固化物韧性增加。     

一种双组份液态环氧树脂材料的固化行为

将一种液态双酚A二缩水甘油醚环氧树脂用曼尼希改型胺进行等温固化,固化温度范围为5～60℃,采用差示扫描量热法（DSC）测试不同固化条件下固化后样品的玻璃化转变温度和剩余反应焓。结果表明,玻璃化转变温度Tg随固化时间的延长而上升,Tg与转化率之间存在着不依赖于固化温度的一一对应关系,将Tg与时间的关系曲线漂移叠合形成固化反应的总曲线,用时温漂移技术获得了体系唯一的表观活化能（52.65kJ/mol）,做出争含玻璃化曲线和iso-Tg曲线的时间-温度-转变（TTT）等温固化图。     

环氧树脂/聚酰胺体系固化工艺分析

利用差热分析仪对环氧树脂E51/聚酰胺650体系的固化反应过程进行测试。分析了固化剂添加量、改性剂种类及粉煤灰微珠对体系固化反应的影响。结果表明,固化促进剂和粉煤灰微珠会降低反应起始温度,促进反应进行;固化剂添加量和稀释剂等对固化温度影响较小。根据实验结果确定预固化温度为80℃,制备固化试样并进行DTA测试,由测试结果确定后固化温度为120℃。结合预固化温度和后固化温度制备不同的固化试样测试其红外谱线,并利用内标法计算环氧基面积表征固化度,最终确定最优固化制度为预固化温度80℃(120 min),后固化温度120℃(30 min)。     

纳米ZrO_2悬浮体的表面化学特性

本文通过测定纳米ＺｒＯ２悬浮液粉体的Ｚｅｔａ电位和颗粒大小,探讨了引入不同的分散剂如聚甲基丙烯酸氨（ＤａｒｖａｎＣ）、聚乙烯亚胺（ＰＥＩ）及柠檬酸氨（ＤＡＣ）对ＺｒＯ２粉体表面带电状况及颗粒分散状况的影响。结果表明,３ＹＴＺＰ粉体的等电点在ｐＨ＝６附近,没有分散剂的条件下,在碱性介质中ＺｒＯ２粉体容易与溶液中的水分子形成氢键,使ＺｒＯ２颗粒互相连结而聚沉。在不同分散条件下的水溶液中,ＺｒＯ２表面的荷电会有非常显著的变化,ＺｒＯ２粉体的等电点会发生明显的偏移。在远离等电点处,ＺｒＯ２粉体呈单分散状态,在靠近等电点处,ＺｒＯ２呈现不同程度的团聚状态     

Monitoring the curing process of epoxy resin nanocomposites based on organo-montmorillonite – a new application of resin curemeter

Curing of a resin system is the critical and productivity controlling step in the fabrication of thermosetting matrix composites including nanocomposites. In the past few years, in the case of polymer-layered silicate nanocomposites, too many interests were taken in the material structure and properties, while only a few researches were carried on the cure behavior of this type of nanocomposite. The goal of the present work pays mainly attention to the cure kinetics for epoxy resin/organo-montmorillonite (Org-MMT)/2-ethyl-4-methyl-imidazole (2,4-EMI) nanocomposites. The experiments of monitoring curing process of nanocomposite materials are successively made via the HLX-II Resin Curemeter. The results derived from the non-equilibrium thermodynamic fluctuation theory indicated that the theoretical prediction is in good agreement with the experimental cure curve. The apparent activation energies were evaluated based on the gel time, t_g and relaxation time, τ, respectively. The increasing of cure temperature accelerated the cross-linking reactions for either nanocomposites or pure epoxy system. The addition of Org-MMT reduces the gel time, t_g as well as the completed cure time, t_c, and increases the rate of cure.     

Phase transformation kinetics of precursor gel to α-alumina

The kinetic analysis of the transformation of gels to -alumina in the Al (OPr ⁱ )₃-Al(N0₃)₃-(citric acid) system, was studied; the relationship between -alumina and the gel structure, presumed from the solution structure and the transformation to -alumina by calcination, was also investigated. It was shown that the gel structure effects the formation of -alumina nuclei and their growth. The former was confirmed by the apparent activation energy obtained from incubation time, namely the gel obtained from the spinnable solution showed a smaller apparent activation energy than that from the unspinnable solution. Evidence for the latter was derived from the apparent activation energy, obtained from annealing time. That is, contrary to above, the gel obtained from the spinnable solution showed a larger apparent activation energy. However, the gel structure did not affect the manner of crystal growth. These phenomena can be explained by the difference in gel structure, i.e. by the kind of Al-O structure it is composed of, and by the conditions of formation of the -alumina grains in the first place.     

材料的冲蚀问题

本文分析讨论了近年来材料冲蚀研究进展，总结出只有当入射角度非常低或入射粒子粒径相当小时，脆性材料的冲蚀率才有可能比韧性材料的冲蚀率低；决定韧性材料抗冲蚀性能的关键因数并不是材料的硬度而是材料的弹性模量；热喷涂涂层的冲蚀显示出脆性材料的冲蚀特性     

聚氨酯改性烯丙基环氧树脂的研究

采用异氰酸酯基(-NCO)封端的聚丙二醇(PPG2000)预聚体(PUR)与烯丙基环氧树脂(DADGEBA)中的-OH反应将聚氨酯柔性链段引入环氧树脂结构中,使用傅里叶红外光谱仪(FTIR)对其结构进行表征,用旋转黏度计测定其粘温变化,平板小刀法测其与4,4’-二氨基二苯甲烷(DDM)固化凝胶时间,差示扫描量热仪(DSC)对其固化物玻璃化转变温度(Tg)进行了研究。考察了质量比m(DADGEBA):m(PU)对PU改性DADGEBA力学性能和热性能的影响。实验结果表明,PU链段可以改善DADGEBA的韧性,并且两者相容性较好,同时接枝并不影响环氧树脂中的烯丙基双键和环氧基团;当质量比m(DADGEBA):m(PU)=100:10时,粘流活化能为67.9kJ/mol,与DDM固化表观活化能为50.5kJ/mol,并且固化物韧性和强度同时提高,耐热性较好。     

含醚键和萘环结构双马来酰亚胺(BMPN)树脂的固化机理

采用差示扫描量热仪(DSC)和傅立叶变换红外光谱(FT-IR)对新型含醚键和萘环结构双马来酰亚胺(BMPN)树脂体系的固化反应机理进行了研究,结果表明,利用Kissinger和Coats-Redfern方法所得BMPN树脂体系的固化反应活化能分别为117.7 kJ/mol和93.0 kJ/mol,反应级数都接近于1。利用Coats-Redfern方法所得其体系的αgel为47%~50%。原位FT-IR法研究结果表明BMPN体系的固化模式也是马来酰亚胺环中的C=C双键开键交联。     

激光熔覆生物陶瓷涂层生物相容性的研究

ＴＣ４基激光熔覆生物陶瓷涂层组织细小，且具有一定程度择优取向，涂层与基体间为化学冶金结合等特征。这些特征对骨组织的生物结合及稳定提供了有利条件，故植入活体后该涂层表现出良好的生物相容性及成骨性能     

超声波法表征纤维增强树脂基复合材料固化行为

采用超声波法对乙烯基酯树脂、玻璃纤维/乙烯基酯树脂、碳纤维/乙烯基酯树脂3种体系的固化反应过程进行了实时监测, 准确测量了超声波在3种体系中的传播速度及振幅衰减随体系固化反应时间的变化, 研究了纤维对树脂体系凝胶时间、固化过程体积储能模量及反应活化能的影响。结果表明, 玻璃纤维/树脂体系的反应活化能较纯树脂体系减小14 %, 固化速率加快; 而碳纤维/树脂体系的反应活化能较纯树脂体系增大15 %, 固化速率较纯树脂体系慢。超声波技术能够实时在线监测并量化纤维/树脂复合体系的固化行为, 为复合材料的制备工艺和性能研究提供了一种重要的量化手段。      

RTM用低粘度乙烯基树脂性能研究

对RTM用乙烯基树脂的工艺特性、树脂及其复合材料的力学性能进行了研究。该树脂具有较低的黏度,25℃时约为240 mPa·s。分析了树脂的凝胶时间,得出凝胶时间与温度的函数,其表观活化能较大,成型时应严格控制树脂温度。结合DSC曲线,分析了该乙烯基树脂在不同升温速率下的固化放热行为,得出树脂理论的凝胶温度、固化温度和后固化温度。该树脂及其复合材料均具有良好的力学性能。