环氧树脂/有机脲体系的固化反应动力学

研究了环氧树脂/有机脲体系的固化行为,探讨了固化反应机理。结果表明:有机脲是一种能有效固化环氧树脂的潜伏性固化剂;固化反应机理为有机脲与环氧树脂首先反应生成噁唑酮和仲胺,在环氧树脂过量的情况下,仲胺与环氧树脂反应生成叔胺,叔胺进一步反应产生阴离子活性中心,最终引发阴离子开环聚合。反应初期固化反应速率受有机脲分解产生仲胺浓度的影响,反应中期有机脲分解完毕,阴离子活性中心浓度为常数。     

TDE-85/DICY/取代脲中温固化体系的固化动力学

采用DSC研究了以双氰胺/取代脲为潜伏型中温固化体系的三官能团环氧树脂TDE-85的固化反应动力学,探讨了反应机理并确定了最佳的固化工艺参数。结果表明,固化温度<140℃时,受扩散效应和双氰胺在环氧树脂中溶解速率的影响,体系的等温固化行为与自催化模型存在偏差;固化温度>150℃后,体系的等温固化行为可用自催化反应模型很好地描述,其表观活化能为86.33 kJ/mol,指前因子为2.68×1010,总反应级数(m+n)为2～3。综合变温DSC和等温DSC的实验结果,可确定体系的最佳固化工艺条件为:120℃下预固化1 h后再升温至150℃保温1 h。     

DMP-30对环氧/马来酸酐固化行为的影响

通过非等温DSC法研究了促进剂2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(DMP–30)对环氧树脂E-51/马来酸酐(MA)体系的反应热行为以及反应动力学的影响,分别利用Kissinger和Ozawa动力学模型计算得到各体系固化反应的表观活化能,利用Crane模型计算得到相应的固化反应级数,通过DSC分析,得出最佳的固化工艺,并对2%(wt)促进剂用量下的固化体系的固化特性进行了预测。结果表明,DMP-30的加入降低了DMP-30/E-51/MA体系的表观活化能和反应温度,同时所有固化体系的反应级数为一级反应,并没有改变环氧树脂的固化机理;通过对DSC数据分析,得到最佳的固化工艺为90℃2 h→120℃2 h→130℃1 h;利用所得的固化动力学方程预测DMP-30含量为2%(wt)体系的固化特性,为通过升高温度和延长时间达到较高的固化度提供了理论依据。     

环氧树脂非等温固化动力学及其固化工艺的研究

采用差示扫描量热法（DSC）研究了N-乙基邻对甲苯磺酰胺/环氧树脂体系的固化过程,研究了不同配比对固化反应的影晌,固化度与固化温度的关系,计算了固化反应表观活化能和反应级数,确定了N-乙基邻对甲苯磺酰胺/环氧树脂体系的固化工艺。结果表明：不同升温速率下,体系固化温度有很大差异,随着升温速率的提高,固化温度增加。通过动力学计算得到体系最佳固化温度为90℃,固化时间为4~6 h,固化体系的活化能为29.1 kJ/mol,反应级数为0.81。     

脱水蓖麻油制备聚酰胺/环氧树脂体系的固化行为及固化工艺

采用脱水蓖麻油制得聚酰胺固化剂,并用差示扫描量热法(DSC)研究了该固化剂与环氧树脂体系的固化动力学模型。根据Kissinger方法和Crane方法得到该固化体系的动力学参数:表观活化能Ea为45.81kJ/mol,反应级数n为0.88,频率因子A为3.10×105s-1。由外推法得到体系最佳固化工艺为:起始固化温度为60℃,恒温固化温度为90℃,以及后处理温度为110℃。体系固化前后的红外光谱(FT-IR)进一步验证了该固化工艺的合理性。     

DSC法研究聚异氰酸酯/环氧树脂胶粘剂的固化反应动力学及固化工艺

采用差示扫描量热法(DSC)研究了聚异氰酸酯/环氧树脂的固化过程,研究了不同配比对固化反应的影响、固化度与固化温度的关系,计算了固化反应表观活化能和反应级数,确定了聚异氰酸酯/环氧树脂胶粘剂的固化工艺。结果表明:胶粘剂中固化剂的含量对环氧树脂的固化反应过程有显著的影响,随着聚异氰酸酯含量的增加,固化放热量增加。当聚异氰酸酯的含量达到1.2份时,固化反应放热量达到最大值;在不同升温速率下,体系固化温度有很大差异,随着升温速率的提高,固化温度升高。通过动力学计算得到体系最佳固化温度为108℃,固化时间为6—8h,固化体系的活化能为43.31kJ/mol,反应级数为1.17。     

环氧改性氰酸酯树脂固化动力学的研究

采用示差扫描量热法(DSC)对缩水甘油醚类环氧树脂(E-51)与脂环族环氧树脂(R-122)共同改性的双酚A型氰酸酯(BADCy)树脂的固化反应历程进行了研究。由Kisserger方程求得共聚体系固化反应的表观活化能为60.5 kJ/mol,根据Crane理论求得固化反应级数为0.89,接近于1级反应。该体系起始固化温度为132.1℃,峰顶固化温度为168.7℃,终止固化温度为246.0℃。研究表明,环氧树脂可促进BADCy的固化,改性体系可在177℃以下实现较完全固化。     

松香基环氧树脂/马来海松酸酐固化反应动力学与热稳定性研究

松香与马来酸酐进行Diels-Alder反应合成马来海松酸酐(MPA),与环氧氯丙烷进一步反应生成松香基环氧树脂,以马来海松酸酐（MPA）做固化剂固化松香环氧树脂,利用差示扫描量热仪、动态力学谱仪、热重分析仪等分析手段,对该体系固化产物进行固化动力学和热降解动力学研究。结果表明,质量比为5∶5的环氧树脂/马来海松酸酐体系固化后玻璃化转变温度达53.2 ℃,平均固化反应活化能为52.29 kJ/mol;固化物在10 ℃/min时初始分解温度为211.9 ℃,最大分解温度为347.7 ℃,最终分解温度为639.0 ℃。     

环氧树脂/聚酰胺/DDM体系的固化行为及力学性能

通过非等温DSC法及拉伸性能测试研究了4,4'-二氨基二苯基甲烷(DDM)用量对环氧树脂/聚酰胺651体系的固化反应的影响,计算了固化反应的表观活化能和反应级数,确定了其胶粘剂体系的固化工艺参数。结果表明,胶粘剂中DDM的质量分数达到14%(以环氧树脂质量为基准)时,固化反应放热量达到最大值。固化体系的活化能为53.654 kJ/mol,反应级数为0.895。最佳起始固化温度为40℃,峰值温度为85℃,终止温度为120℃,体系的拉伸强度提高了约50%。     

有机/无机复合阻燃型环氧树脂的制备及固化动力学研究

以含磷有机物DOPO与环氧树脂进行开环加成反应,制得含磷环氧树脂;以三聚氰胺、甲醛、双酚A等为原料合成了含氮酚醛树脂(MF-BPA),添加到环氧树脂固化体系当中,同时采用无机粉体来增强环氧树脂的阻燃性能。利用DSC在不同升温速率下研究了有机/无机复合阻燃环氧树脂体系的固化工艺及固化反应动力学。通过T-β法外推得最佳固化工艺为100℃/2h+140℃/2h+170℃/2h。通过Kissinger法计算得该固化反应的反应级数n=0.914。