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。     

雷达吸波涂料用混合环氧树脂固化动力学研究

采用傅里叶红外光谱法(FT-IR)和示差扫描量热法(DSC)对雷达吸波涂料用混合型环氧树脂的固化反应历程进行了研究.由温度-升温速率外推法确定了该体系的起始固化温度、峰顶固化温度和终止固化温度为分别为60.55℃、97.0℃和131.79℃,为固化工艺的确定提供了依据;由Kisserger方程求得共聚体系固化反应的表观活化能为65.6kJ/mol;根据Crane理论求得固化反应级数为0.91,接近于1级反应;通过Arrhenius公式求得不同升温速率下固化反应的速率常数K,随着升温速率的升高,K值由0.276增大到0.983,反应速度显著加快.     

水性环氧树脂固化反应的研究

通过测定凝胶时间,利用红外光谱仪、差示扫描量热仪等对水性环氧树脂的固化反应进行了研究,并根据K issinger和Ozawa方法分别求得水性环氧树脂体系固化反应的表观活化能。结果表明,凝胶时间随着环氧与胺氢物质的量比的增大而增加,且环氧与胺氢物质的量比为1∶1时较好。环氧基特征吸收峰的强度随着固化反应时间的延长明显变弱,且固化4 h后,环氧的特征峰几乎全部消失。水性环氧体系固化的初始温度、峰值温度和终止温度随着升温速率的增加,均向高温方向移动,用Kissinger和Ozawa法求得水性环氧树脂固化的表观活化能分别为27.35 kJ/mol、32.77 kJ/mol,表明体系的表观活化能很低,固化反应很容易进行。     

等温DSC法研究液态橡胶改性环氧树脂固化动力学

用等温差示扫描量热法(DSC)在三个不同的固化温度下研究了不同含量端羧基液态橡胶(CTBN)改性环氧树脂的等温固化过程,考察了不同CTBN含量对环氧树脂固化动力学的影响。通过Kamal方程对不同含量CTBN改性环氧树脂固化过程数据进行拟合,得到反应速率常数k1、k2及反应级数m、n,计算得到反应活化能的值,结果表明CTBN质量分数由0%到20%,k1、k2逐渐增大,反应前期活化能由67.34kJ/mol增加到80.31kJ/mol,增加了19.26%,反应后期活化能由94.19kJ/mol增加到180.07kJ/mol,增加了91.18%。     

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。     

不同环氧树脂对BMI/CE树脂体系的非等温固化行为研究

采用差示扫描量热仪研究了不同牌号环氧树脂对双马来酰亚胺/氰酸酯（BMI/CE）树脂体系在不同升温速率下的固化反应。在保持BMI/CE质量比为1/2的前提下,加入同等质量不同牌号环氧树脂,运用Kissinger法、Ozawa法和Crane法求得不同体系的活化能、反应级数等动力学参数。结果表明,用环氧树脂（AG-80）改性的BMI/CE树脂体系的活化能的平均值为81.55kJ/mol,反应级数为0.93;环氧树脂（TDE-85）改性的BMI/CE树脂体系的活化能的平均值为69.25kJ/mol,反应级数为0.92;环氧树脂（TDE-85）改性的BMI/CE树脂体系更有利于固化工艺的实现。     

腰果酚缩醛胺与环氧树脂的固化反应动力学的研究

在不同升温速率下,用差示扫描量热分析(DSC)研究了腰果酚缩醛胺固化剂(PCD)与环氧树脂的固化反应动力学。通过Kissinger、Crane方程和等转化率的方法求得了其表观活化能E=39.89kJ/mol,固化反应级数n=0.906。     

环氧封端聚苯醚/环氧树脂共混体系的固化动力学研究

以羟基封端低分子量聚苯醚、环氧氯丙烷为原料，制备出环氧封端的改性聚苯醚（PPOE）。采用示差扫描量热法（DSC）研究了PPOE与双酚A酚醛型环氧树脂（BNE-200）复合体系的固化动力学，计算了共混物固化反应的表观活化能和反应级数。结果表明：各样品在不同升温速率下均只有一个固化峰，固化体系接近于1级固化反应，说明PPOE与BNE-200具有比较好的相容性。随着PPOE用量的增加，固化特征温度呈降低趋势，固化的表观活化能降低。当PPOE用量为80%时，复合体系表观活化能为63.25 kJ/mol，比BNE-200的93.62 kJ/mol降低了32.4%，说明PPOE比BEN-200具有更高的反应活性。     

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,确定了聚异瓤酸酯／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;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。     

VARTM用环氧树脂固化工艺的研究

对3种配方的真空辅助传递模塑(VARTM)工艺用环氧树脂,采用动态升温DSC实验,升温速率分别为5、10和15℃/min,引入Kissinger理论,确定了树脂体系的表观活化能分别为4.32kJ/mol、5.57kJ/mol和3.49kJ/mol;利用外推法,确定了参考固化工艺温度。     

茶皂素基膨胀型阻燃剂的制备及其在涂料中的应用

采用多羟基、多羧基的活性天然产物茶皂素为原料,与聚磷酸铵和季戊四醇在一定条件下反应,制备一种聚磷酸酯类茶皂素基三位一体新型环保膨胀型阻燃剂。采用傅里叶红外分析技术对阻燃剂进行了结构表征,采用综合热分析仪对阻燃剂的热降解性能进行了研究。结果表明,茶皂素与聚磷酸铵、季戊四醇发生反应,生成聚磷酸酯类茶皂素基膨胀型阻燃剂,且该阻燃剂具有良好的热稳定性,降解热释放较小,高温残留率高,最终的质量残留率高达30.77%。将制备阻燃剂用于阻燃涂料中,并采用氧指数测试仪和锥形量热仪研究了阻燃涂料的阻燃性能和热解性能。研究表明,茶皂素基三位一体膨胀型阻燃剂能显著提高涂料的阻燃性能,阻燃涂料的氧指数值高达34.2%,耐火时间为11.1 min,且锥形量热实验中,该阻燃涂料试样的平均热释放速率（m-HRR）为36.18 kW/m2,总热释放量（THR）为5.25 kJ/m2,平均有效燃烧热（m-EHC）为5.11 kJ/kg,与含复合型阻燃剂的阻燃涂料试样相比,阻燃性能得到极大提高。该制备阻燃剂不含卤素,集三源一体,具有阻燃性能优越,相容性能良好,高效环保等优点。     

磷系阻燃剂FR/APP协效阻燃PP

采用氧指数测定仪、热重分析仪和锥形量热仪研究了磷系阻燃剂1,3,5-三(5,5-二甲基-1,3-二氧杂环己内磷酸基)苯(FR)和聚磷酸铵(APP)复配体系对聚丙烯(PP)材料阻燃性能的影响.结果表明,FR/APP提高了PP的极限氧指数(LOI)、热稳定性和残炭率,降低了热释放速率.当w(FR)为15%和w(APP)为10%复配阻燃PP时,复合材料的LOI为29.6%.阻燃级别达到UL 94 V-0级.     

聚磷酸铵与次磷酸铝的共微胶囊制备及其在阻燃聚丙烯中的应用

以三聚氰胺-甲醛树脂(MF)为囊材、聚磷酸铵(APP)和次磷酸铝(AHP)为芯材,制备出共微胶囊化阻燃剂M(A-A)。通过傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜及溶解度测试等方法来表征MF的包覆效果;采用垂直燃烧测定仪、极限氧指数仪和锥形量热仪等设备考察M(A-A)对聚丙烯(PP)的阻燃效果;通过冲击和拉伸实验对复合材料的力学性能进行表征。结果表明,MF树脂成功包覆并有效提高了A-A的耐水性能;添加相同质量的M(A-A)和A-A,前者明显降低热释放速率(RHRR)和总热释放量(HTHR),对PP的阻燃效果更好。添加阻燃剂后,复合材料的冲击强度先提高后降低,经过微胶囊化处理的阻燃剂对材料的拉伸性能损伤更小。     

聚磷酸铵的合成及其在聚丙烯阻燃中的应用

聚丙烯具有易燃性,限制其进一步应用。以磷酸二氢铵、五氧化二磷、尿素为原料合成聚磷酸铵,然后将其应用于聚丙烯中考察其阻燃性。在氨气压力为0.5 MPa、温度295℃下反应1.5 h,停止加热,降温至150℃,得到聚磷酸铵。红外光谱和X-衍射线表明合成聚磷酸铵是I型和II型混合型。当聚丙烯复合材料中膨胀型阻燃剂质量分数为30%,极限氧指数达30.8%,通过UL-94测试。结果表明,应用聚磷酸铵为原料的阻燃剂具有较好的阻燃性能。     

硼酸锌对氮磷协效阻燃玻纤增强尼龙66性能的影响

为提高三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)和二乙基次膦酸盐(OP)协效阻燃玻纤(GF)增强尼龙66(PA66)的综合性能,引入少量的无机阻燃剂硼酸锌(ZB)作为协效剂,系统研究了不同添加量的ZB对阻燃材料的阻燃性能、热稳定性、力学性能和白度的影响。结果表明,当MPP和OP的总添加量为15%,复配0.5%的ZB时,阻燃GF增强PA66的垂直燃烧阻燃等级达到UL94 V–0级,且热释放总量由MPP/OP体系的15.4 k J/g降为13.7 k J/g;ZB的引入促进了连续、致密炭层的形成,增强了凝聚相阻燃;ZB增强了阻燃材料的热稳定性,ZB复配量为1.0%的阻燃材料的初始降解温度提高到了301℃,有效避免了加工过程中的降解;当ZB添加量为1.0%时,阻燃材料的拉伸强度和缺口冲击强度分别为100.9 MPa和4.22 k J/m~2,均优于未添加阻燃剂的纯GF增强PA66;同时,样品的白度得到了明显提升,有利于阻燃GF增强PA66的工业化应用。     

Studies on intumescent flame retardant polypropylene composites based on biodegradable wheat straw

Wheat straw (WS) has numerous advantages compared with traditional bioadditives such as starch and lignin. So in this work, based on WS and silica microencapsulated ammonium polyphosphate, flame retardant polypropylene/wheat straw (WSP) composites were prepared by melted blend method. Flame retardant and thermal properties of WSP composites have been investigated. The results of cone calorimeter show that peaks of heat release rate and total heat release of the flame retardant WSP composite decrease substantially compared with those of pure polypropylene. The peak of heat release rate value of the flame retardant WSP composite decreases from 1290.5 to 247.9 kW/m², and the total heat release value decreases from 119.4 to 46.3 MJ/m². Meanwhile, thermal degradation and gas products of the flame retardant WSP composite were monitored by thermogravimetric analysis and thermogravimetric analysis‐infrared spectrometry. The result of thermal analysis shows that the flame retardant WSP composite has a high thermal stability and has a 30.0 wt% residual char at 600°C. From this work, we hope to provide a method to prepare flame retardant polymer composites with a biodegradable natural material‐WS.     

无卤阻燃SBR的阻燃性能及热失重行为

利用锥形量热仪(CONE)和热失重分析(TG)研究了化学膨胀阻燃剂(IFR)、氢氧化铝/红磷(Al(OH)3/P)及二者复合阻燃SBR的阻燃性能及热失重行为。结果表明,阻燃剂用量为40份,聚磷酸铵(APP)与季戊四醇(PER)质量比为3∶1时,SBR/APP/PER的热释放速率及生烟速率均大幅度下降,阻燃效果较好;Al(OH)3与P质量比为26∶14时,可有效降低SBR/Al(OH)3/P的热释放速率,但生烟速率较大;将APP/PER∶Al(OH)3/P=1∶1复配,SBR/IFR/Al(OH)3/P的热释放速率和生烟速率没有进一步改善,协同效应不明显。热失重研究表明,空气气氛下,试样SBR/IFR/Al(OH)3/P在300~500℃时,Al(OH)3/P反应使得SBR分解速度下降;在500~800℃时,APP与PER形成炭层,有效地起到隔热隔氧的作用,从而抑制炭黑的分解;两者复合使用,使阻燃SBR分解速度降低,热稳定性提高。     

BN@APP/水性聚氨酯复合材料的制备及其阻燃性能

采用聚磷酸铵(APP)对氮化硼进行表面改性,并进一步制备出聚磷酸铵改性氮化硼(BN@APP)/水性聚氨酯(WPU)复合材料.结果 表明,当BN@APP的添加量为0.75％时,BN@APP/WPU复合材料的拉伸强度是未改性WPU拉伸强度的2.2倍,这是因为BN@APP具有较大的比表面积以及与基体产生较强的相互作用.随着B...     

阻燃聚氨酯泡沫塑料的研制

以正戊烷为发泡剂,三聚氰胺(MEL)和聚磷酸铵(APP)为阻燃剂,以平均燃烧时间和冲击强度为性能指标,利用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(IR)、水平垂直燃烧测定仪及热重分析仪(TGA)等手段,通过多指标正交试验设计及直观分析,研究了环保聚酯型阻燃聚氨酯泡沫塑料(PUF)的配方。结果表明:聚酯多元醇100份,有机锡0.18份,异氰酸酯指数为1.05,阻燃剂中的磷占总物料质量的2.5%,温度为24℃,发泡剂为18份;采用多指标法制备的阻燃PUF兼有良好的阻燃性和抗冲击性,达到B1级难燃材料的标准,冲击强度达4.03kJ/m2。