利用时温等效原理修正的VARTM用双酚F型环氧树脂体系化学流变模型

研究了A40/DDM/DMTDA复合体系固化双酚 F型环氧树脂体系的化学流变特性, 建立了该体系在恒温和动态升温情况下的双阿伦尼乌斯黏度模型。以100℃ 为参考温度, 研究了该体系的时温等效效应, 通过转换因子a_T的偏移预测了其它温度点的黏度-时间曲线。并应用时温等效原理, 修正了所建立的恒温模型, 克服了原模型在黏度值较大时与实验值的偏差。修正后的双阿伦尼乌斯模型的黏度预测值在较大的黏度范围内与实验结果保持良好的一致性, 可有效地预测VARTM工艺过程的黏度变化, 为复合材料成型工艺模拟分析及工艺参数的确定奠定了基础。      

耐高温缩水甘油胺型环氧树脂的化学流变特性

采用流变仪测试耐高温缩水甘油胺型环氧树脂体系的黏度-温度和黏度-时间特性曲线,考察了树脂体系的化学流变特性,建立并对比树脂体系在等温条件下黏度特性曲线的Daul Arrhenius模型和工程黏度模型,提出了一种二阶指数黏度模型预测体系的黏度变化规律。结果表明:二阶指数黏度模型的预测精度和适用范围均优于Daul Arrhenius模型和工程黏度模型,预测黏度与实验值具有良好的一致性,根据建立的黏度随温度和时间变化的唯象关系式,可方便准确地预报树脂体系的工艺窗口,指出了其在工程应用中必须改善的工艺问题。      

双酚F环氧树脂/DDM体系固化动力学的研究

利用差示扫描量热法(DSC)和极值法对两种同分异构体比例不同的双酚F环氧树脂(BPF-EP)/DDM体系固化动力学进行了研究,求得了体系的固化动力学参数,并对同分异构体比例与固化特性之间的关系进行了初步讨论.结果表明:当2,2'-结构含量由23.8%增加到31.5%时,由Kissinger和Ozawa方法计算得到的BPF-EP/DDM固化体系的表观活化能分别由58.57 kJ·mol-1和62.53 kJ·mol-1降至46.32 kJ·mol-1和50.88 kJ·mol-1;由Crane方程求得的表观反应级数分别为0.890和0.865.     

双酚A型环氧树脂/催化型固化剂体系的粘度模型

研究了催化型固化剂用量对双酚A型环氧树脂体系粘度变化的影响规律。根据对树脂固化特性和等温粘度曲线的分析,建立了树脂体系的工程粘度模型。该模型能够有效地预测体系的粘度-时间-温度关系,反映了固化剂用量对固化过程中体系粘度变化的影响规律,为复合材料成型工艺模拟分析及工艺参数的准确制定奠定了基础。      

双酚F环氧树脂的改性研究

合成了双酚F/间苯二酚共聚型环氧树脂、二甲基二酚羟基有机烷氧基硅烷,并考察了双酚F/间苯二酚共聚型环氧树脂的性能以及不同二甲基二酚羟基有机烷氧基硅烷用量对双酚F环氧树脂固化物性能的影响.结果发现:改性后的树脂粘度降低,其固化物的耐热性提高,力学性能得到显著改善.     

双酚F及其环氧树脂的合成与性能研究

以苯酚、甲醛为原料,草酸催化合成双酚F,未经提纯的双酚F直接制备双酚F环氧树脂,并考察了合成的双酚F环氧树脂的力学性能.在双酚F合成阶段:n(苯酚)/n(甲醛)=10/1,n(甲醛)/n(草酸)=25/1,70℃,反应4h,得到的双酚F收率和选择性达80%以上;在树脂合成阶段:n(NaOH)/n(BPF)=2,70℃,醚化反应5h,闭环反应3h,制得的环氧树脂的环氧值达到0.59,黏度3.5 Pa·s,树脂固化物具有优异的性能.     

双酚F及其环氧树脂的合成与性能研究

以苯酚、甲醛为原料,草酸催化合成双酚F,未经提纯的双酚F直接制备双酚F环氧树脂,并考察了合成的双酚F环氧树脂的力学性能.在双酚F合成阶段:n(苯酚)/n(甲醛)=10/1,n(甲醛)/n(草酸)=25/1,70℃,反应4h,得到的双酚F收率和选择性达80%以上;在树脂合成阶段:n(NaOH)/n(BPF)=2,70℃,醚化反应5h,闭环反应3h,制得的环氧树脂的环氧值达到0.59,粘度3.5Pa·s,树脂固化物具有优异的性能.     

EPON862环氧树脂体系化学流变特性研究

对用于RTM工艺的EPON862环氧树脂体系的化学流变特性进行研究,并根据双阿累尼乌斯方程,建立树脂体系的流变模型。粘度模型与实验结果具有良好的一致性。模型可揭示树脂体系在不同工艺条件下的粘度行为,定量预报RTM工艺树脂的低粘度平台工艺窗口,为合理制定RTM工艺参数、保证产品质量和实现工艺参数的全局优化提供了必要的科学依据。      

先进复合材料用环氧树脂的固化反应和化学流变

用等温差示扫描量热法(DSC)研究了HD03环氧树脂在一定温度范围内的固化反应。试验结果表明,该环氧树脂体系的固化动力学符合自催化固化反应模型。由试验确定了模型中的动力学参数。发现在树脂的固化后期,固化反应由化学反应控制转变为扩散控制。用以绝对反应速率理论为基础的化学粘度分析模型研究了较高温度范围内HD03环氧树脂的等温粘度和变温的动态粘度变化。用MCR 300流变仪测量并计算了HD03环氧树脂的等温粘度和动态粘度。理论预测与试验结果相吻合。      

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)。     

603环氧树脂体系固化动力学模型的建立与验证

采用非等温差示扫描量热法（DSC）研究了603热塑增韧环氧树脂体系的固化反应动力学。研究发现,在低升温速率测试条件下603环氧树脂体系固化反应的DSC曲线有两个重叠的放热峰,通过分离两个重叠的放热峰,研究了603环氧树脂体系固化动力学的特性。利用Kissinger方法和Kamal方程分别拟合得到603树脂体系固化反应的活化能和固化动力学参数,选择三种典型固化工艺制度下预测的树脂固化反应结果与实验数据对比,验证了所建立动力学模型的可靠性。基于不同升温速率的放热曲线,通过外推法得出该树脂占总反应比例70%的第一个反应固化温度为（177.3±2.2）℃,占总反应比例30%的第二个反应的起始温度和固化温度分别为（178.6±0.7）℃和（216.9±1.7）℃。研究结果对于多组分热固性树脂体系固化动力学的分析和复合材料成型工艺的优化具有重要的指导意义。     

真空辅助成型(VARI)用低黏度环氧树脂研究进展

综述了以环氧树脂为主的国内外真空辅助成型技术(VARI)用低黏度树脂基体的研发现状,以及双酚F及改性双酚F环氧树脂研究现状,分析了双酚F及改性双酚F环氧树脂应用于真空辅助成型技术(VARI)的潜力.     

室温潜伏性中温固化环氧树脂体系的制备与性能

将自制咪唑衍生物EGE-2MI作为双氰胺-环氧树脂体系的促进剂,研究了其固化过程及室温储存性能。采用DSC法研究了该环氧树脂体系的固化反应动力学,确定了其最佳固化工艺参数;通过DSC测试室温存放不同时间后该环氧树脂体系的热焓值变化来确定其室温存储期;并测试了其中温固化产物的力学性能。结果表明:EGE-2MI质量比为0.6%~1.8%(环氧树脂为100%)的双氰胺-环氧树脂体系可以满足115~125℃固化,在室温下可以存放35天以上,EGE-2MI质量分数为1.8%时,该环氧树脂体系的活化能为87.23kJ/mol;固化后产物的铝-铝搭接剪切强度达到21.3 MPa,浇注体的室温拉伸强度在40 MPa以上。     

快速固化环氧树脂及其碳纤维/环氧复合材料性能

采用双酚A型环氧树脂（DGEBA）、改性咪唑（MIM）及改性脂肪胺（MAA）研制快速固化树脂体系。分别利用DSC和流变仪测试了树脂体系的固化特性与流变行为,优选了树脂配方。采用真空辅助树脂灌注工艺（VARIM）制备了快速成型的碳纤维/环氧复合材料层板,考察了层板的成型质量和力学性能,并与常规固化的层板性能进行了对比。结果表明：采用优选的树脂配方,120 ℃下树脂在5 min内固化度达95%,碳纤维/环氧复合材料层板成型固化时间可控制在13 min以内,固化度达95%以上,并且没有明显缺陷;与常规固化相比（固化时间大于2 h）,快速固化碳纤维/环氧复合材料层板的弯曲性能和耐热性能降低幅度较小。     

水性环氧树脂的研究及其固化

系统介绍了水性环氧树脂的研究方法 ,并比较了各种方法之间的优劣 ,简要介绍了水性环氧树脂的固化     

环氧树脂潜伏性固化剂研究进展

介绍了改性脂肪族胺类、芳香族二胺类、双氰胺类、咪唑类、有机酸酐类、有机酰肼类、路易斯酸 胺络合物类及微胶囊类环氧树脂潜伏性固化剂的研究现状     

Rheological behavior of a bismaleimide resin system for RTM process

The curing properties and rheological behavior of a bismaleimide resin system were studied with differential scanning calorimetry (DSC) analysis and viscometer measurements, respectively. A dual-Arrhenius viscosity model and an engineering viscosity model were established to predict the resin rheological behavior of this resin system. The two viscosity models were compared. The results show that the two models are both suitable for predicting the viscosity in the mold filling stage of resin transfer molding (RTM). However, the engineering model provides a more accurate prediction of the viscosity near the gel point. The effectiveness of the engineering viscosity model is verified both in isothermal and nonisothermal conditions. The limitation of the engineering model is that it cannot be used to predict the viscosity after cross-linking of the curing system. The engineering viscosity models can be used to predict the processing windows of different processing parameters of the RTM process, which is critical for the simulation and the optimization of composite manufacturing processes. Translated from Acta Materiae Compositae Sinica, 2006, 23(1): 56–62 [译自: 复合材料学报]     

电子封装用环氧树脂固化温度与应变的三维有限元模拟

环氧树脂因具有许多优异的性能而被广泛用作电子封装材料,然而环氧树脂在固化过程中产生的内应力会对封装产品的性能产生严重影响。针对一种用于电子封装的环氧树脂,通过实验分析了其固化动力学、密度、导热系数、玻璃化转变温度、弹性模量、化学收缩应变和热应变等性能参数,建立了固化过程中的数学模型。通过ABAQUS建立三维有限元模型,采用顺序耦合分析方式,分步进行传热分析和应力应变分析,模拟环氧树脂固化过程中的温度场、固化度场和应力应变场。最后采用光纤布拉格光栅（FBG）监测环氧树脂在固化过程中内部的温度和应变变化,并与模拟进行对比,结果表明本文所建立的有限元模型具有较高的可靠性。