双马来酰亚胺/氰酸酯/聚芳醚砜预聚物固化机理和动力学研究

通过FT-IR和DSC等对N,N-4,4’-二苯甲烷型双马来酰亚胺树脂(BMI)、双酚A型氰酸酯(BADCy)和聚芳醚砜(PES-C)的共固化反应进行研究。结果表明,固化过程前期的主反应是氰酸酯和双马来酰亚胺的自聚反应,固化反应进行2h以后,氰酸酯和双马来酰亚胺共聚反应成为主反应。动力学研究确定了树脂固化反应的活化能(Ea=70.765k J·mol-1),频率因子(ln A=16.6)和反应级数(n=0.923)。并根据动力学数据确定了树脂的固化条件。     

三官能团环氧树脂的固化

由对氨基苯酚制取的三官能环氧树脂(AFG-93)用4,4’一二氨基二苯甲烷(DDM)固化。用DTA测定了体系的固化反应。结果表明:固化反应可分为凝胶玻璃化前和后两个阶段,其表观反应活化能分别是:E_1=45.7kJ/mol和E_2=72.9kJ/mol,其表观反应级数n_1=1.0,n_2=1.2。用TBA测定固化过程求得三 T(Time-Tempetature—Transformation)固化状态图。固化过程中产物的动态力学谱表明固化反应,先生成大支链聚合物,然后进一步交联。体系最高的 T_g达220℃。     

改性双马来酰亚胺树脂固化反应动力学的研究

用 PE DSC-7仪器测定了 N,N,N′,N′—四烯丙基二苯甲烷二胺改性双马来酰亚胺树脂的比热容,并借助DSC-7动力学软件得到该树脂的固化反应级数n=1.39±0.10、反应活化能E_a=138±7.77kJ/mol和表观频率因子InZ=28.6±1.921/sec;还预测了树脂的固化反应程度(d),固化反应温度(T)和固化反应时间 (t)三者间相互关系,并计算了凝胶化温度(Tgel)、固化温度(Tcure)和后处理温度(Ttreat)。     

环氧丁羟增韧双酚A环氧树脂固化反应动力学研究

采用动态差示扫描量热法(DSC)确定环氧丁羟(EHTPB)增韧双酚A环氧树脂固化体系的固化温度,利用Kissinger方程和Crane方程对固化反应动力学进行分析,确定了固化体系的动力学参数:表观活化能ΔE=102.40 k J/mol,指前因子A=1.90×1011,反应级数n=0.93。     

TPU/ABS复合材料固化反应的动力学研究

以TPU(热塑性聚氨酯弹性体)和ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)为主要原料,采用熔融共混法制备了TPU/ABS复合材料。应用DSC(差示扫描量热)法分析了TPU/ABS复合材料的固化反应过程,并采用Kissinger方程和Crane方程计算出体系固化反应的动力学参数[如表观活化能(ΔE)、反应级数(n)和指前因子(Ak)等],进而得到相关的动力学模型函数。研究结果表明:体系固化反应的ΔE=85.3 k J/mol、n=0.762和Ak=1.9×10~(11),并且TPU/ABS复合材料的固化动力学模型机理函数符合双参数反应动力学模型。     

新型双马来酰亚胺改性环氧树脂体系性能研究

用含二氮杂萘联苯结构的双马来酰亚胺(DHPZ-BM I)与4,4'-二氨基二苯砜(DDS)为复合固化剂固化环氧树脂(E-51)。采用示差扫描量热仪(DSC)研究了该体系的固化反应动力学,求得固化反应表观活化能Ea=63.28 kJ/mol,碰撞因子A=1.55×106s-1,反应级数n=0.89,该体系与链延长型双马来酰亚胺PPEK-BM I(DP=15)/DDS/E-51体系的固化反应动力学数据几乎相同,证明二者的固化反应过程相同。采用热失重分析仪(TGA)分析研究了上述2种固化体系的热分解动力学,前者的热分解活化能达215.04 kJ/mol,为后者的1.5倍以上,说明DHPZ-BM I/DDS/E-51是1种热稳定性能良好的耐高温环氧树脂体系。     

等温DSC研究E-51/DDS固化动力学

用等温DSC研究了双酚A二缩水甘油醚(E-51)与4,4’-二氨基二苯砜的固化动力学,探讨了固化反应机理。结果表明,固化反应具有自催化和扩散控制的特征,反应产生的羟基可加速反应。计算了固化反应各步的动力学参数,得到E_(a1)=68.79kJ/mol,lnA_1=10.28,E_(a2)=240.7kJ/mol,lnA_2=54.0。     

GAP与炔丙基三嗪的固化反应动力学研究

采用动态差示扫描量热法(DSC)研究了炔丙基三嗪类新型多功能固化交联剂TPC与叠氮黏合剂GAP的固化反应动力学。根据所测量的不同升温速率的DSC曲线,采用Kissinger和Crane方程计算了GAP/TPC体系的动力学参数,建立了GAP/TPC体系的固化动力学方程。结果表明:TPC与GAP的固化反应为一级反应,反应级数n=0.935,表观活化能Ea=97.30 kJ/mol,表观频率因子A=2.38×1012min–1。     

绿色固化剂DDI与HTPB的固化反应实验研究

为研究新型绿色固化剂二聚酸二异氰酸酯(DDI)与端羟基聚丁二烯(HTPB)的固化过程,通过不同组分配比实验分别研究了DDI、TDI、IPDI和HTPB的固化反应效果,计算了其流变反应速率常数。结果表明,60℃时DDI、TDI、IPDI与HTPB的流变反应速率常数分别为:kDDI=0.005 1,kTDI=0.005 6,kIPDI=0.004 4;不同类型固化剂与HTPB固化反应的适用期均可以满足实际使用要求,DDI的固化反应速率大于IPDI而小于TDI。从适用期、反应速率及其低毒可再生性考虑,DDI可以作为HTPB黏结剂体系的固化剂。     

环氧电工塑料的固化反应动力学研究

以双马来酰亚胺(BMI)/二氨基二苯砜(DDS)为组合固化剂,采用非等温示差扫描量热法(DSC)研究了邻甲酚醛环氧树脂(ECN)/DDS/BMI三元体系的固化反应动力学,用Kissinger法和Crane公式进行DSC数据处理,获得了固化反应动力学参数,并建立了固化动力学模型,同时结合红外光谱分析探讨了该体系的反应机理。结果表明,ECN/DDS/BMI体系固化反应级数n=0.93;表观活化能Ea=58.2 kJ/mol,与ECN/DDS体系相差很小,BMI的加入对体系的固化工艺影响不大,ECN/DDS/BMI体系的固化动力学模型与ECN/DDS体系相似。     

桐油改性双环戊二烯不饱和树脂的固化研究

采用红外光谱(FT-IR)和示差扫描量热法(DSC)对桐油改性DCPD-UPR的固化特性和固化动力学进行了研究。利用Kissinger方程和Crane方程计算得到桐油改性DCPD-UPR的表观活化能94.03 kJ/mol,反应级数为0.94,指前因子为2.185×1012。利用T-β外推法确定了桐油改性DCPD-UPR的固化温度为107.28℃,后处理温度为120.65℃。较未改性的DCPD-UPR,桐油改性DCPD-UPR的固化放热曲线平缓,放热峰温度低,固化时间长,可以避免树脂固化成型时翘曲、开裂等现象的发生。     

偶联剂表面处理nano-SiO2填充BCE/BMI体系的固化动力学研究

采用非等温差示扫描量热法（DSC）研究了偶联剂KH560处理的nano-SiO2填充BCE/BMI体系（nano-SiO2/BCE/BMI）的固化动力学,用Kissinger、Crane和Ozawa法确定固化动力学参数。结果表明,nano-SiO2/BCE/BMI体系的固化反应表观活化能为65.05 kJ.mol-1和6.61×106 s-1;反应级数为0.89;nano-SiO2/BCE/BMI体系的固化工艺参数：凝胶温度为116.33℃、固化温度为163.34℃及后处理温度为213.27℃。     

环氧树脂固化动力学的非等温DSC研究

用非等温DSC对环氧树脂在动态升温过程中的固化动力学进行了研究,采用Kissinger方程对固化动力学模型参数中固化反应活化能、反应级数和指前因子进行了计算,并用Ozawa法对固化反应活化能进行了验证,计算结果表明,EP/DDS固化反应符合n阶固化动力学模型,结合不同升温速率下的特征温度,对环氧树脂的固化条件进行了优化。     

nano-SiO_2/BCE/BMI复合材料的固化动力学的研究

采用非等温差示扫描量热法（DSC）研究了nano-SiO2填充BCE/BMI（nano-SiO2/BCE/BMI）体系的固化动力学,用Kissinger、Crane和Ozawa法确定固化动力学参数。结果表明,nano-SiO2/BCE/BMI体系的固化反应表观活化能和频率因子为293.69 kJ.mol-1和4.5×1033 s-1;反应级数为0.97;nano-SiO2/BCE/BMI体系的固化工艺参数：凝胶温度为117.28℃、固化温度为184.78℃及后处理温度为234.84℃。     

Curing characteristics of epoxy resin systems that include a biphenyl moiety

The curing characteristics of epoxy resin systems that include a biphenyl moiety were investigated according to the change of curing agents. Their curing kinetics mainly depend on the type of hardener. An autocatalytic kinetic reaction occurs in epoxy resin systems with phenol novolac hardener, regardless of the kinds of epoxy resin and the epoxy resin systems using Xylok and DCPDP (dicyclopentadiene‐type phenol resin) curing agents following an nth‐order kinetic mechanism. The kinetic parameters of all epoxy resin systems were reported in terms of a generalized kinetic equation that considered the diffusion term. The fastest reaction conversion rate among the epoxy resin systems with a phenol novolac curing agent was obtained in the EOCN‐C epoxy resin system, and for systems with Xylok and DCPDP hardeners, the highest reaction rate values were obtained in NC‐3000P and EOCN‐C epoxy resin systems, respectively. The system constants in DiBenedetto's equation of each epoxy resin system with different curing agents were obtained, and their curing characteristics can be interpreted by the curing model using a curing agent as a spacer. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 86: 1942–1952, 2002     

聚氨酯柔性固化剂/环氧体系固化动力学及机理

通过不同升温速率下示差扫描量热分析(DSC)研究了自制的聚氨酯柔性固化剂ATPU/环氧树脂E-44体系的固化反应动力学及机理。通过Kissinger和Crane方程求解了表观活化能和反应级数等动力学参数,并运用该参数研究了固化反应速率常数、固化反应速率、固化度等的变化规律及影响因素。通过反应级数的研究证明了固化反应为一复杂反应,不同的固化交联反应同时发生,但主要进行的是伯氨基及仲氨基与环氧基之间的反应,该类反应使得体系得以固化。     

低温固化型混合型粉末涂料用聚酯树脂固化动力学研究

用差示扫描量热法(DSC)对混合型聚酯树脂进行固化动力学研究,确定了该体系的特征参数:起始固化温度(T0)、恒温固化温度(Tp)和后处理温度(Tf)分别为68℃、143℃、168℃。同时通过Kissinger以及Crane方程计算出该体系的固化反应表观活化能E为76.19 kJ/mol、反应级数n为0.913,指前因子A为4.35×108,确定了该体系的固化动力学方程。通过等温固化对该体系的研究得到了不同固化温度下转化率变化曲线,用非等温固化研究得到的动力学方程与等温固化得到的曲线进行比较研究,为优化混合型粉末涂料固化工艺提供了理论依据。     

苯并环丁烯封端的聚酰亚胺树脂的流变行为研究

用旋转流变仪研究了苯并环丁烯封端的聚酰亚胺树脂体系固化过程中的化学流变行为,用动态和静态两种方法分析了其固化过程,发现存在三个固化阶段,用Arrhenius方程确定了固化前的表观物理粘流活化能为195.9kJ/mol.并用Roller法确定固化反应过程中表现化学粘流活化能和表现固化反应活化能,分别为148.2kJ/mol和161.2kJ/mol.结果表明,在整个固化成型工艺温度范围内,苯并环丁烯封端的聚酰亚胺树脂的粘度特性符合Roller模型方程,通过该模型可较好地预测该树脂在固化过程中的粘度特性.     

非等温DSC法研究非异氰酸酯聚氨酯的固化反应动力学

利用非等温差示扫描量热法(DSC)研究了不同升温速率下非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)的固化反应过程,通过模拟n级反应动力学模型,采用Kissinger方程、Crane方程以及特征温度-升温速率外推法计算出该固化体系的动力学参数以及最佳固化温度。研究结果表明,该体系的凝胶温度为100℃,固化温度为176℃,后固化温度为234℃,固化时间为17min。     

落叶松树皮生物油改性酚醛树脂胶粘剂固化动力学研究

采用差热分析(DTA)技术测定了普通酚醛树脂(PF)和生物油改性PF在固化反应过程中的热行为,综合运用Kissinger方程、Ozawa方程和Crane方程计算出两者的固化反应动力学参数。研究结果表明,普通PF和生物油改性PF的反应级数分别为0.95和0.93,平均活化能分别为118.24kJ/mol和83.62kJ/mol,指前因子分别为8.302×1010s-1和6.235×103s-1;两者的反应级数较为接近,均可归结为复杂反应,说明生物油改性PF和普通PF的固化反应模式基本相同;与普通PF相比,生物油改性PF具有相对较低的平均活化能(即固化能耗相对较低)。