酚醛型氰酸酯树脂的固化反应

采用原位红外光谱法跟踪研究了酚醛型氰酸酯树脂的固化反应过程,获得了树脂固化反应过程中各基团的转化率与时间的关系,并对各固化阶段中基团的转化进行了分析,以指导酚醛型氰酸酯树脂的固化工艺制度的优化,最后确定其固化制度为120℃2h+150℃2h+180℃3h+200℃2h+250℃2h+300℃2h,实验证明该固化制度下树脂固化物力学性能与传统的酚醛树脂相当,且耐热性能更优异。     

典型双马来酰亚胺树脂固化动力学模型的研究

对由二苯甲烷双马来酰亚胺与二烯丙基双酚A体系制得的典型双马来酰亚胺树脂体系的固化动力学模型进行研究,目前国内绝大多数双马来酰亚胺树脂体系都是在此基础上改性得到的。并采用DSC方法研究典型双马来酰亚胺树脂的固化过程,用恒温和动态两种方法分析其固化反应。根据自催化与n级反应方程,采用least-squares方法和Kissinger方法进行数据处理,建立该树脂体系的固化动力学模型并确定其固化动力学参数,此模型与实验结果具有良好的吻合性。同时该模型揭示了典型双马来酰亚胺树脂体系的固化反应是按不同机理分段进行的,在反应过程中由自催化模型转变为n级反应模型。此模型为合理的研究双马来酰亚胺树脂体系的工艺参数,保证产品质量以及工艺优化提供了必要的前提条件。      

耐高温双马来酰亚胺树脂的固化反应动力学和TTT图

采用动态DSC法对耐高温双马来酰亚胺树脂的固化反应动力学进行研究,根据Kissinger方程和Crane方程,拟合得到树脂的固化动力学参数,并建立树脂的唯象模型。此外,采用恒温DSC法,根据DiBenedetto方程,建立树脂的玻璃化转变温度与固化度之间的函数关系。采用凝胶盘法,获得树脂在不同温度下的凝胶时间,建立凝胶时间和凝胶温度之间的函数关系,最终得到树脂的TTT图。结果表明:根据TTT图确定合适的加压时机,可以有效排除夹杂于预浸料层内层间的气体,从而制备内部质量完好的复合材料。     

高韧性双马来酰亚胺树脂的固化反应动力学和TTT图

采用动态DSC法,研究了高韧性双马来酰亚胺树脂的固化反应动力学。根据Kissinger方程和Crane方程,拟合得到双马来酰亚胺树脂的固化动力学参数,建立了该树脂的唯象模型。采用恒温DSC法,根据DiBenedetto方程,建立了双马来酰亚胺树脂的玻璃化转变温度与固化度之间的函数关系。采用凝胶盘法,获得了该树脂在不同温度下的凝胶时间,建立了凝胶时间和凝胶温度之间的函数关系,得到了树脂的时间-温度-转变（TTT）图。根据TTT图对复合材料的固化工艺进行优化。结果表明:预浸料在150℃恒温0.5 h后加压0.6 MPa,树脂具有一定的流动性,可制备内部质量完好的复合材料。      

双马来酰亚胺树脂体系的固化动力学和TTT图

采用全动态DSC研究了双马来酰亚胺树脂(BMI)体系的固化反应动力学,建立了固化动力学的唯象模型.并结合DiBenedetto方程研究了玻璃化转变温度和固化度之间的关系.采用凝胶盘法测定了树脂体系的凝胶过程,得到了凝胶时间和凝胶温度之间的关系,并通过同归得到了树脂体系凝胶时的固化度和凝胶时的玻璃化转变温度.在此基础上绘制了该树脂体系的TTT(Time-Temperature-Transition diagram)固化图.     

双马来酰亚胺改性环氧树脂固化反应行为及性能研究

采用双马来酰亚胺（BMI）改性环氧树脂（TDE-85）／芳香胺（DAMI）固化体系。用差式扫描量热法（DSC）对树脂体系的固化反应行为与固化动力学进行了分析，考察了BMI含量对改性体系性能的影响。结果表明，随着体系中BMI比例的增加，体系固化放热峰向高温区移动，总反应热减小，固化物的耐热性和力学性能明显提高；根据Kissinger方法求得改性前后体系固化反应的表现活化能△E分别为52．46和57．72kJ／mol；根据Crane理论计算得到改性体系的固化反应级数n为0．88，固化反应过程为多级反应。     

具有双峰反应特性的高韧性双马来酰亚胺树脂固化动力学和TTT图

以全动态DSC扫描实验为基础,结合半经验的唯象模型获得了基于唯象模型的具有双峰反应特性的高韧性双马来酰亚胺5429树脂的固化动力学参数,建立相应的唯象动力学模型。以5429树脂在180℃条件下,恒温不同时间的DSC实验数据为基础,利用DiBenedetto方程研究等温条件下固化度与加热时间的关系并得到玻璃化转变温度与固化时间的关系表达式,并采用凝胶盘法得到5429树脂不同温度下的凝胶时间,建立了凝胶时的固化度和玻璃化转变温度之间的函数关系,在此基础上绘制了TTT图,从TTT图中得到的5429树脂的最优固化工艺曲线与其标准固化工艺曲线一致。     

钛酸钾晶须增强双马来酰亚胺树脂体系的研究

以钛酸钾晶须(TKw)为增强剂,以N,N'-二胺基二苯甲烷型双马来酰亚胺(BMI)/O,O'-二烯丙基双酚A(BA)树脂作为基体,制备了晶须增强热固性树脂基体复合材料.研究了晶须对树脂体系凝胶特性的影响,同时利用红外光谱分析研究了晶须对体系固化反应性的影响;考察了晶须的表面处理方法、含量及复合工艺对树脂体系力学性能和热性能的影响;通过扫描电子显微镜(SEM)分析了材料的弯曲及冲击断口形貌.研究结果表明,在晶须添加质量分数约为15%左右,所制备的复合材料的综合性能较佳.     

改性双马来酰亚胺共聚树脂体系及其复合材料性能的研究

以二苯甲烷双马来酰亚胺与二烯丙基双酚A 为共聚单体, 在适当的催化剂等作用下, 制备了一种改性双马来酰亚胺共聚树脂。对这种改性双马来酰亚胺共聚树脂的溶解性能、固化反应机理和固化反应动力学进行了研究。对这种树脂固化物及其玻璃纤维增强的复合材料力学、电气和耐热性能也进行了研究。      

改性双马来酰亚胺树脂的研究

合成了２，２′－亚甲基－二（４－甲基－６－烯丙基）苯酚，用它增韧二苯甲烷型双马来酰亚胺树脂，对改性双马来酰亚胺预聚物的凝胶化时间、ＤＳＣ分析和ＦＴ－ＩＲ分析的研究，得到了改性双马来酰亚胺树脂体系的固化条件为１８０℃／１ｈ＋２００℃／２ｈ＋２５０℃／４ｈ；热重分析法研究了双马来酰亚胺树脂体系的热分解反应动力学，得出体系的热分解反应活化能为２７４．４ｋＪ／ｍｏｌ；改性双马来酰亚胺树脂体系常温弯曲强度为１２４ＭＰａ，弯曲模量为３７７４．６ＭＰａ，２５０℃下弯曲强度保留６９％，弯曲模量保留７８％。     

含硅苯并噁嗪的制备及其对双马来酰亚胺树脂固化反应动力学的影响

通过溶剂法设计合成出了结构中含有硅元素的新型苯并噁嗪单体(Si-BOZ),以其作为改性体系对双马来酰亚胺树脂(BMI)进行共混改性,在降低BMI预聚物粘度的同时优化其固化工艺,改善其综合性能。选用平板小刀法测定了Si-BOZ、BMI、Si-BOZ/BMI等树脂体系的凝胶时间,红外光谱(FTIR)跟踪研究了Si-BOZ和BMI在固化过程中所发生的化学反应,非等温差示扫描量热法(DSC)研究了Si-BOZ/BMI树脂体系的固化反应动力学特征,并通过Kissinger法和Ozawa法对两者固化过程中的各参数进行了讨论。     

3221中温固化环氧树脂体系的固化反应

采用DSC方法研究了不同固化体系对3221环氧树脂固化体系固化反应的影响,探讨了反应机理,分析了双氰胺及双氰胺 取代脲作为固化剂的反应动力学,预测了氰胺 取代脲固化体系的固化工艺参数,并加以验证。结果表明,采用双氰胺 取代脲的复合固化体系能使3221体系的表观活化能Ea比单独使用双氰胺时降低58 kJ/m o l,前者固化温度比后者降低50℃左右,并能使反应缓和。     

MOCA/环氧树脂体系的固化行为

采用FT-IR、DSC等方法研究了亚甲基双邻氯苯胺(MOCA)/环氧树脂体系的固化行为,并对其固化动力学行为进行了研究。结果表明,体系固化行为与固化温度、固化时间及固化剂的用量有密切关系。其中固化剂的用量以MOCA质量分数在26%~33%为宜。当MOCA含量在28.6%时,最佳固化条件为:由最佳起始固化温度165℃左右缓慢升温到208℃左右恒温固化,最后在258℃左右恒温一段时间使树脂充分固化。其固化反应方程为:-dα/dt=k(1-α)1.15。     

可膨胀石墨/环氧树脂体系的固化动力学

采用非等温差示扫描量热(DSC)法分别对环氧树脂(EP)及可膨胀石墨/环氧树脂(EG/EP)体系的固化过程进行了研究。利用Kissinger和Crane法计算得到两种体系固化反应的表观活化能Ea、指前因子A、固化反应级数n等动力学参数,建立了固化反应动力学方程,并用T-β外推法确定了固化工艺温度。结果表明,EG的加入,降低了EP体系固化反应的完全程度,对固化反应时间的影响不大,体系的Ea由63.15 kJ/mol升高到65.89 kJ/mol,A由2.02×107提升到4.5×107,两种体系的反应级数基本一致,同时,EG的加入对体系固化工艺温度影响不大。     

RTM用双马来酰亚胺树脂流变特性研究

树脂粘度对于树脂传递模塑成型工艺而言是必要的参数之一。本工作对一种RTM用双马来酰亚胺树脂的流变特性进行较为系统的研究，并根据双阿罗尼乌斯方程，建立了与实验数据较为相符的化学流变模型，同时对该树脂进行牯彦预测．为确审该树脂的RTM工艺窗口提供了可靠的理论依据。     

酚醛树脂/木粉复合体系的固化动力学

采用非等温DSC技术研究了不同升温速率下热固性酚醛树脂/木粉复合体系的固化行为。用Kissinger法进行DSC数据处理,获得了其固化反应动力学参数,并建立了酚醛树脂/木粉复合体系的固化动力学模型。结果表明:木粉的加入加速了酚醛树脂固化反应,同时也降低了酚醛树脂固化反应活化能。酚醛树脂/木粉复合体系固化动力学模型为合理研究该体系固化工艺参数提供了依据。     

乙烯基酯树脂复合材料的固化过程研究

复合材料固化是成型过程中关键步骤之一,涉及到模具设计,成型工艺确定等.本文采用等温DSC分别研究了玻璃纤维/乙烯基酯树脂,碳纤维/乙烯基酯树脂复合材料和乙烯基酯树脂的固化过程.结果表明:玻璃纤维的存在加速了乙烯基酯树脂的固化速度,而碳纤维的存在使得乙烯基酯树脂的固化速度变慢,纤维增强材料的存在提高了树脂的固化度.     

双马来酰亚胺改性氰酸酯树脂的研究

利用双马来酰亚胺的预聚体(BMI)对氰酸酯树脂(CE)进行改性。通过傅立叶红外光谱(FT-IR)跟踪研究了CE/BMI体系的固化反应,探讨了反应机理,并研究了CE/BMI体系固化后的力学性能及热性能。结果表明:CE/BMI体系主要存在CE、BMI间的共聚反应以及各自的自聚反应;BMI对CE有增韧增强的作用,当BMI与CE质量比为33%时,CE/BMI体系的韧性及强度最好,并且该体系具有优异的耐热性,其热分解温度在410℃以上。     

用于CIRTM工艺的环氧树脂酚醛树脂的固化工艺研究

采用动态差示扫描量热(DSC)法,研究了用于CIRTM工艺的E-44/GA327(DDM改性芳胺)环氧体系和苯并噁嗪酚醛树脂的固化过程,以及升温速率对固化体系DSC曲线的影响,并采用最佳固化温度外推法确定了两种树脂的最佳共固化制度。结果表明,苯并噁嗪固化反应表观活化能Ea为70.35kJ/mol,表观指前因子A为1.27×107s-1,反应级数n为0.897;E-44/GA327体系固化反应表观活化能Ea为44.04kJ/mol,表观指前因子A为1.78×104s-1,反应级数n为0.884。两种树脂的最佳共固化制度为140℃/240min+180℃/240min,按所确定的共注射树脂的固化工艺制备了浇铸体,苯并噁嗪和E-44/GA327的固化度分别达到了96.7%和98.3%,固化物力学性能良好,验证了固化工艺的合理性。