非等温DSC法研究环氧树脂/空心玻璃微珠体系固化动力学

采用非等温差示扫描量热(DSC)法研究了空心玻璃微珠(HGB)填充环氧树脂/4,4′二氨基二苯基甲烷(EP/DDM)体系的固化反应过程,计算了固化体系的动力学参数,确立了固化工艺条件。结果表明:EP/DDM/HGB体系的表观活化能为51.21kJ·mol~(-1),反应级数为0.91;HGB的加入使固化反应的起始温度提前7~12℃,峰值温度提前4~6℃,并降低了固化体系的反应焓变。     

羧甲基纤维素钠对环氧树脂固化行为及性能的影响

用热分析法研究羧甲基纤维素钠(CMC)对环氧树脂E44/二氨基二苯基甲烷(DDM)体系固化行为和性能的影响。差示扫描量热法(DSC)非等温固化反应动力学研究表明,CMC的加入对固化反应有促进作用。Starink方程计算了E44/DDM体系活化能为51.14 kJ/mol,CMC加入后活化能为40.52 kJ/mol-51.01 kJ/mol。用n级非等温动力学分析,获得了固化反应的动力学参数。热重分析(TGA)表明,CMC的加入有利于提高环氧树脂固化物的热稳定性。动态力学性能(DMTA)分析表明,CMC和环氧树脂体系相容性很好,且CMC的加入增大了环氧树脂固化物的储能模量,而对玻璃化转变温度影响较小。     

环磷腈型多官能度环氧树脂的合成及固化动力学

以六氯环三磷腈(HCCP)为原料合成了一种六官能度环氧树脂——六(4-缩水甘油氧基甲基苯氧基)环三磷腈(HGPCP),采用红外光谱、核磁共振氢谱和磷谱对其进行了结构表征和确认。选择4,4′-二氨基二苯甲烷(DDM)和4,4′-二氨基二苯砜(DDS)作为固化剂,采用非等温差示扫描量热法对HGPCP的热固化动力学进行了研究。研究表明,HGPCP/DDM和HGPCP/DDS固化体系的表观活化能分别为52.46 kJ/mol和61.77 kJ/mol,相比于通过Kissinger法、Crane法建立的n级动力学模型,DDM和DDS对HGPCP的固化反应更符合Eestak-Berggren双参数自催化模型。此外,结合不同升温速率的特征温度,对DDM、DDS固化HGPCP的工艺条件进行了优化。     

双酚F中同分异构体的比例对合成环氧化物性能的影响

双酚F环氧树脂以其低粘度、高电绝缘性、耐腐蚀性、粘接性好、固化物优异的机械性能特点在浇铸、灌封、结构修补胶以及液体传递模塑(RTM)等要求树脂具有低粘度的领域,具有广阔的应用前景.通过改变合成中苯酚与甲醛的摩尔比,获得了两种不同同分异构体比例的双酚F(BPF-a和BPF-b)并采用13C NMR方法进行了表征.研究了同分异构体比例对合成的对应环氧化物双酚F环氧树脂(BPFEP)/DDM体系固化反应特性的影响.在低于145℃,BPFEP-a/DDM与BPFEP-b/DDM凝胶时间存在明显差异,即BPFEP-b/DDM体系凝胶时间比BPFEP-a/DDM体系凝胶时间短,而高于145℃,两体系的凝胶时间没有明显差异,两体系的DSC曲线揭示了同样的规律.同样因同分异构体比例的影响,BPFEP-a/DDM体系的冲击强度、弯曲强度和模量高于BPFEP-b/DDM体系.     

酚醛树脂-双马来酰亚胺体系的固化动力学

采用非等温DSC法探讨了酚醛树脂与双马来酰亚胺体系的固化反应,在30 ℃～400 ℃范围内以不同升温速率(5 ℃/min、10 ℃/min、15 ℃/min、20 ℃/min)进行动态固化行为分析.应用Kissinger、Crane和Ozawa法求得了固化反应的表观活化能、固化反应级数、凝胶温度和固化温度等动力学参数.结果表明,固化体系的平均表观活化能为109 kJ/mol,反应级数为0.94,凝胶温度Tgel为79.68 ℃,固化温度Tcure为121.93 ℃,表观活化能E是固化度α的增函数.     

航天器用氰酸酯基胶黏剂的固化模型及固化工艺设计EI北大核心CSCD

采用非等温DSC法对氰酸酯胶黏剂的固化反应行为以及固化动力学进行了研究。利用Kissinger和Flynn-Wall-Ozawa动力学模型计算得到体系固化反应的表观活化能分别为101.3 kJ·mol^-1及99.4 kJ·mol^-1,通过Crane模型计算出固化反应级数为0.92,并构建了体系固化度与温度及时间关系的固化模型。利用"T-β"及"t-β"外推法获得体系固化反应温度及固化时间,强度实验证实了工艺参数设计的有效性。研究结果可为氰酸酯基胶黏剂的固化工艺及应用提供理论指导。     

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。     

不同长度脂肪链对含萘环结构环氧树脂的固化动力学的影响研究

为了研究环氧树脂的不同长度脂肪链结构因素对其固化动力学和固化物性质的影响,合成了两种以萘环结构为分子骨架,以酯键链接两条对称的柔性脂肪链结构的环氧树脂,并通过核磁共振氢谱(1 H NMR)和元素分析(EA)对其结构进行了表征。以DDM为固化剂通过Ozawa法计算出R1/DDM和R2/DDM固化体系的反应活化能Ea分别42.34kJ/mol和56.88kJ/mol,并且发现具有长链结构的R1对固化反应有一定的阻碍作用,而短链结构的R2对固化体系有一定的自催化作用。对固化物的热稳定性、玻璃化转变温度(Tg)、拉伸强度、弯曲强度和吸水率进行了测试,研究了它们之间的构效关系。研究结果表明随着环氧树脂脂肪链长度的增加,其固化物的耐热性、玻璃化转变温度和吸水性下降,而力学性能得到了提高。     

两亲聚合物用于苯乙烯乳液聚合动力学的研究

研究了以PEO20-PPO70-PEO20和P(C9-AA)两亲聚合物分别作乳化剂时苯乙烯的乳液聚合动力学,考察了乳化剂的用量、引发剂的用量和温度对聚合反应速率的影响.结果表明,以PEO20-PPO70-PEO20作乳化剂时,[Rp∝E]0.65[I]0.91,表观活化能为36.66 kJ·mol-1;以P(C9-AA)作乳化剂时,Rp∝[E]1.80[I]0.92,表观活化能为78.70 kJ·mol-1.     

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。