聚苯醚/环氧树脂体系的固化反应研究

用动态差示扫描量热法研究了PPO/EP体系的固化反应,其反应热和最大放热峰的峰温均随着PPO含量的增加而减小。采用程序升温DSC法,用Kissinger方程研究了PPO/EP体系的动力学特征,并计算得到了一些重要的动力学参数如表观活化能、反应级数等。红外和DSC研究表明,PPO/EP体系在固化过程中由于体系凝胶、EP分子量逐步增加以及PPO的存在引起体系的粘度升高等原因,导致固化反应没有进行完全。     

PPE/EP体系的形态、固化行为和耐热性研究

用等温差示扫描量热法和红外光谱(FT-IR)研究了聚苯醚(PPE)/环氧树脂(EP)体系的固化反应,得出了固化反应程度与反应时间的关系曲线,结果表明在所研究的温度范围内,等温固化温度越高,PPE/EP体系的反应速率越快,最终的反应程度越高.红外的研究结果表明,在180℃固化2 h后,EP不能固化完全,这是由于在固化过程中,伴随着体系的凝胶及EP分子量的逐步增加,引起体系的粘度增大所致.采用扫瞄电子显微镜和综合热分析仪,分别研究了PPE/EP混合物固化材料的形态和耐热性.研究结果表明在PPE/EP体系中加入TAIC(triallylisocyanurate)可有效地提高体系的耐化学药品性,但体系的耐热性也将随着TAIC的加入降低;PPE/EP混合物的耐热性随着PPE含量的增加而提高.     

PPE/EP共混物的动力学研究

采用差示扫描量热仪对聚苯醚/环氧树脂(PPE/EP)共混物的动力学特征进行了研究,用Kissinger方程和Crane方程计算出了共混物固化反应的表观活化能和反应级数。结果表明:随着PPE含量的增加,PPE/EP共混物的最大放热峰的峰温降低,共混物的反应级数基本不变,而反应的表观活化能明显减小。确定了PPE/EP(20/80)共混物的固化工艺,红外光谱分析表明该固化工艺基本合理。     

聚酰胺酸/环氧树脂的固化动力学研究

在高沸点的DMAc(N,N′-二甲基乙酰胺)溶液中制备了环氧树脂/聚酰胺酸(EP/PAA)共混物。采用非等温DSC(差示扫描量热)法研究了EP/PAA体系的固化动力学及其固化工艺,并通过Kissinger法、Ozawa法和Crane法计算出该体系的动力学参数。结果表明:该EP/PAA体系的固化条件为"100℃/2 h→120℃/2 h",后处理工艺为140℃/2 h;其平均表观活化能为61.15 kJ/mol,反应级数为0.95,近似于1级反应;升温速率不同时,EP/PAA固化体系的频率因子(A)、峰温时的反应速率常数(KP)均不相同。     

聚碳酸酯改性环氧树脂的固化动力学与热性能研究

用动态DSC法研究了聚碳酸酯(PC)改性环氧树脂(EP)体系的固化行为,采用Flynn-Wall-Ozawa法分析了EP/PC体系固化活化能与转化率的关系,利用Kissinger和Crane方程研究了EP/PC体系固化动力学参数,并用TG和DSC研究了复合体系的热性能。结果表明:PC的加入没有改变EP的固化机理,反应级数基本不变,但是降低了EP固化物的热分解温度和玻璃化转变温度。     

汽车用环氧树脂结构胶固化动力学研究

运用非等温DSC(差示扫描量热)法对Sikapower-492G型汽车用EP(环氧树脂)结构胶在动态升温过程中的固化动力学进行了研究。根据不同升温速率时的DSC曲线,采用Kissinger法、Crane法、Ozawa法和温度-升温速率(T-β)外推法等得到该EP胶粘剂的动力学参数。结果表明:该EP胶粘剂体系的固化动力学可用1级固化动力学模型进行表征;该EP胶粘剂的凝胶化温度、固化温度和后处理温度约分别为123、164、224℃,其表观活化能、频率因子和反应级数等动力学参数分别为117 kJ/mol、1.80×1013 s-1和0.934。     

聚酰亚胺改性环氧树脂/酸酐体系固化动力学研究

采用非等温差示扫描量热(DSC)法研究了聚酰亚胺(PI)改性环氧树脂(EP)/酸酐体系的固化反应动力学及其固化工艺。通过Kissinger法、Ozawa法和Crane法计算出该体系的动力学参数。结果表明:该固化体系具有较高的活性,其固化工艺条件为"80℃/2 h→120℃/2 h",后处理工艺为150℃/2 h;采用Kissinger法和Ozawa法计算出该体系的平均表观活化能为8.24 kJ/mol;结合Crane方程计算出该体系的反应级数为0.95,近似一级反应。     

改性二元醚胺的环氧树脂体系固化动力学

采用非等温DSC法对曼尼希改性二元醚胺的环氧树脂体系动力学进行了研究,随着升温速率的增大,固化反应放热量急剧增加,而且放热峰向高温方向移动。采用T-β外推法,得到了各固化体系的特征温度,为实践中的固化工艺提供了重要依据。采用Kissinger、Crane和Arrhenius方程,计算了固化反应的表观活化能、反应级数和固化反应速率常数,确定了固化反应的动力学方程。     

环氧树脂/超支化聚合物修饰碳纳米管复合材料的固化反应动力学研究

采用非等温差示扫描量热法（DSC）研究纯环氧树脂（EP）、环氧树脂/碳纳米管复合材料（EP/MWCNTs）、环氧树脂/超支化聚酯修饰碳纳米管复合材料（EP/MWCNTs-H204）和环氧树脂/超支化聚酰胺修饰碳纳米管复合材料（EP/MWCNTs-N103）4种体系的固化动力学。基于Kissinger方法和Ozawa方法计算了各体系反应的活化能。结果表明：经过超支化聚合物修饰的EP/MWCNTs-H204和EP/MWCNTs-N103体系比未经修饰的其余两个体系，具有较低的表观活化能，说明超支化聚合物的引入对环氧树脂复合材料的固化反应具有显著的促进作用。采用Málek方法得出自动催化模型（Sesták-Berggren），利用Sesták-Berggren对各体系进行理论计算，提出了描述固化过程的动力学参数和方程式。理论计算结果与实验结果进行对比相似度较高，说明Sesták-Berggren模型可以很好地描述4种不同环氧树脂体系的固化动力学行为。     

EP/改性DDM体系的固化反应动力学及性能研究

采用非等温DSC(差示扫描量热)法对EP(环氧树脂)/改性DDM(4,4′-二氨基二苯基甲烷)体系的固化反应过程进行了跟踪。采用Kissinger、Ozawa、Crane和T-β(温度-升温速率)外推法等得到该固化体系的动力学参数和固化工艺条件,并对其力学性能和热变形温度进行了测定。结果表明:EP/改性DDM体系的表观活化能为49.43 kJ/mol,反应级数为0.869,固化条件为"85℃/2 h→125℃/2 h",热变形温度为130℃;与EP/DDM体系相比,该固化体系的表观活化能降低了7.0%,热变形温度下降了16.1%,拉伸强度和压缩强度提高了20%以上,而弯曲强度和弯曲模量基本上保持不变。     

高温液态水中氯化铜催化葡萄糖分解反应动力学

以纤维素的水解产物葡萄糖为模型物质,利用小型高压反应釜系统地测定了不同反应温度 （423.15K～463.15K）和不同的氯化铜浓度（0～0.08M）对葡萄糖和中间产物5-羟甲基糠醛（5-HMF）分解动力学的影响,结果表明反应温度的提高和氯化铜浓度的增加都能促进葡萄糖和5-HMF的分解反应,提高乙酰丙酸（LA）的收率。采用相关系数比较法确定了葡萄糖和5-HMF分解反应的级数均为一级。利用一级动力学模型对葡萄糖和5-HMF分解反应动力学数据进行了拟合,求得葡萄糖分解生成5-HMF的主副反应活化能分别为134.65kJ.mol^-1、144.1kJ.mol^-1,而5-HMF分解生成LA的主副反应活化能分别为131.97kJ.mol^-1、135.18kJ.mol^-1。本文的研究工作能为葡萄糖水解反应机理的探索以及高活性、高选择性催化剂的开发提供重要的基础数据。     

5-羟甲基糠醛在稀硫酸催化下的降解反应动力学

5-羟甲基糠醛脱羧生成乙酰丙酸是生物质资源出发制备乙酰丙酸过程中的关键步骤之一。为了研究低硫酸浓度下水解生物质制备乙酰丙酸工艺的可行性,系统地测定了在压力5 MPa、初始浓度1～9 mg·ml^-1、硫酸浓度0.05%～0.4%（质量分数）、温度150～190℃条件下,5-羟甲基糠醛在稀硫酸催化下的降解反应动力学数据,并以主反应生成乙酰丙酸、副反应生成腐黑质的平行反应动力学模型对数据进行了拟合,拟合结果表明,在实验范围内,主、副反应对5-羟甲基糠醛均为一级反应;主反应对H⁺浓度为1.16级,反应的活化能为78.5 kJ·mol^-1;副反应对H⁺浓度为0.722级,反应的活化能为98.0 kJ·mol^-1。研究结果表明,降低温度和提高硫酸浓度有利于提高生成乙酰丙酸的选择性。     

纳米钙基CO2吸附剂反应吸附与分解动力学

采用TGA测定纳米钙基CO₂吸附剂在500～650℃温度范围内,CO₂分压0.015～0.025 MPa氮气气氛中的吸附反应动力学。针对纳米钙基CO₂吸附剂吸附CO₂反应特征,提出以两倍最大吸附速率对应的时间点前后分别为快速反应段与慢速反应段。分别采用Boltzmann方程与Avrami-Erofeev方程拟合快速反应段与慢速反应段吸附反应动力学方程,得到纳米钙基CO₂吸附剂在快速反应段与慢速反应段的活化能分别为27.52、70.25 kJ·mol^-1。吸附率拟合与实验值平均相对误差分别为10.29％、4. 17%。研究测试了纳米钙基CO₂吸附剂在650～800℃温度范围内,N₂,0.02、0.04 MPa CO₂分压氮气气氛中的分解反应动力学。忽略反应过程中传热、传质影响,采用收缩核模型,分别求得吸附剂在N₂,0.02、0.04 MPa CO₂分压氮气气氛中的活化能为141.9、34.7、113.2 kJ·mol^-1。碳酸钙分解率与实验值比较平均相对误差分别小于5.66% 、7.82%、5.01%。     

Curing Characterization of the Bis-salicylaldehyde-triethylenetetramine Nickel (II)/Epoxy System

The curing reaction of epoxy resin and bis-salicylaldehyde-triethylenetetramine nickel (II) (Ni(sal)₂trien) was investigated using differential scanning calorimetry (DSC), UV-vis spectrometer and FT-IR. DSC measurement showed two distinct exothermic peaks on the curing curves, indicating that the reaction consisted of two reactive species. The first peak at low temperature corresponded to the amine-epoxy reaction with the activation energy of 46.85 kJ · mol^?1 and the second peak corresponded to the hydroxyl-epoxy reaction with the activation energy of 74.23 kJ · mol^?1. As the concentration of Ni(sal)₂trien increased, the amine–epoxy reaction was favored, and the temperature of the hydroxyl-epoxy reaction decreased at the same time.     

超声作用下FeO-2 4在不同浓度NaOH溶液中的分解动力学

采用分光光度法研究了静止条件和超声作用（500W, 25kHz）下FeO42-在7.0 mol•L-1、10.0 mol•L-1和14.0 mol•L-1 NaOH溶液中的均相分解反应，分别测定了不同浓度NaOH溶液中FeO42-的浓度随反应时间的变化。实验结果表明，在不同浓度的NaOH溶液中，无论是否有超声作用，FeO42-的分解均满足一级反应动力学规律。无超声作用时，在7.0 mol•L-1、10.0 mol•L-1、14.0 mol•L-1 NaOH溶液中，FeO42-的分解反应活化能分别为52.4 kJ•mol-1、70.5 kJ•mol-1和91.5 kJ•mol-1；在有超声作用下，活化能则分别为49.6 kJ•mol-1、66.6 kJ•mol-1和85.9 kJ•mol-1。有超声作用时FeO42-的分解反应速率高于静止条件的分解反应速率。随着NaOH溶液浓度的增加，FeO42-分解反应的活化能增大，即在较高浓度的NaOH溶液中FeO42 -分解反应较慢。     

加压下硫化钙氧化反应动力学和模型

在加压下研究了硫化钙在730～970 ℃的氧化行为及动力学和模型,结果表明：硫酸钙是硫化钙氧化的惟一产物,增大压力或提高温度均能使硫化钙的转化率增加,加压下可抑制硫化钙和硫酸钙的固固反应,动力学和模型分析表明硫化钙的氧化基本上受扩散控制.     

CO2-高温液态水介质中的频那醇重排反应

提出了一种通过引入CO₂来提高高温液态水中频那醇重排反应速度的方法,测定了不同CO₂初始压力和温度等对频那醇重排反应动力学的影响。实验结果表明：CO₂的引入可以提高高温液态水中频那醇重排反应的速度及产物频那酮的收率。不加CO₂时频那醇重排反应的活化能为81.1 kJ·mol^-1, CO₂初始压力为0.2 MPa时的活化能为87.1 kJ·mol^-1,二者差别不大。通过对气、液相产物的分析,确认了主要的副产物为2,3-二甲基-1,3-丁二烯,并对其反应机理进行了探讨。该方法具有环境友好的特点。     

近临界甲醇中稀硫酸催化葡萄糖醇解反应动力学

为了探索近临界甲醇中稀硫酸催化下生物质醇解一步法制备乙酰丙酸甲酯方法的可行性,本文以葡萄糖为模型物质,系统地测定了葡萄糖初始浓度10～30 mg·mL-1、温度160～190 ℃、硫酸浓度0.01～0.06 mol·L^-1范围内葡萄糖醇解反应中乙酰丙酸甲酯产物生成反应动力学数据。实验结果表明,反应温度对葡萄糖的醇解选择性影响比较显著,提高温度有利于提高乙酰丙酸甲酯的产率。采用一级反应动力学模型对数据进行了拟合,得到主、副反应的活化能分别为107.5 kJ·mol^-1和68.4 kJ·mol^-1;葡萄糖醇解的主、副反应对[H⁺]分别为0.981级、0.953级。研究结果表明近临界甲醇中稀硫酸催化醇解生物质一步法制备乙酰丙酸甲酯是一条很有发展前景的工艺路线。     

铋掺杂氧化锡/聚氨酯的原位聚合动力学

采用原位聚合法制备了纳米铋掺杂氧化锡/水性聚氨酯复合材料。研究了纳米铋掺杂氧化锡(nano-BTO)存在下对聚氨酯(PU)合成反应动力学的影响。研究表明,体系中添加了nano-BTO粒子后,由于nano-BTO的高度反应活性及其表面的Sn原子具有催化反应特性,降低了氨酯化反应的活化能,使异氰酸酯基(—NCO)与羟基(—OH)反应的活化能由18.71 kJ·mol^-1·K^-1降低到16.29 kJ·mol^-1·K^-1,加快—NCO与—OH的反应速率。     

EP基粉末涂料用固化促进剂的合成及固化动力学研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI)和3-二甲氨基丙胺为单体、甲苯为溶剂,合成了一种环氧树脂(EP)基粉末涂料用固化促进剂甲苯-2,4-二[N,N-二甲氨基丙脲]。以凝胶时间为衡量指标,优选出促进剂的最佳用量。采用动态DSC(差示扫描量热)法研究了EP/固化剂/促进剂体系的固化反应动力学,并运用温度-升温速率(T-β)外推法求得该体系的固化工艺参数。结果表明:促进剂的最佳质量分数为3%(相对于EP而言),涂膜在165℃/5 min条件下可完全固化;EP/固化剂/促进剂体系的表观活化能为80.295 kJ/mol,反应级数为0.92,凝胶温度为64℃,固化温度为133℃,后固化温度为190℃。