840S环氧树脂体系固化反应特性

用差示扫描量热法(DSC) 在动态条件下对840S 环氧树脂体系的固化反应动力学进行了研究。根据所测量的不同升温速率的DSC 曲线, 运用温度升温速率( T-β) 图外推法得到该环氧树脂体系的固化工艺参数, 即凝胶化温度、固化温度、后处理温度, 这些温度参数为制定合理的固化工艺提供了理论基础。采用Kissinger 方程和Crane 方程计算该840S 环氧树脂体系的动力学参数, 即表观活化能E_a 、表观频率因子A 和反应级数n 。根据所计算的动力学参数, 建立了该840S 环氧树脂体系的固化动力学模型。利用所建立的固化动力学模型分别预测了等温和动态条件下840S 环氧树脂体系的固化反应特性。      

603环氧树脂体系固化动力学模型的建立与验证

采用非等温差示扫描量热法（DSC）研究了603热塑增韧环氧树脂体系的固化反应动力学。研究发现,在低升温速率测试条件下603环氧树脂体系固化反应的DSC曲线有两个重叠的放热峰,通过分离两个重叠的放热峰,研究了603环氧树脂体系固化动力学的特性。利用Kissinger方法和Kamal方程分别拟合得到603树脂体系固化反应的活化能和固化动力学参数,选择三种典型固化工艺制度下预测的树脂固化反应结果与实验数据对比,验证了所建立动力学模型的可靠性。基于不同升温速率的放热曲线,通过外推法得出该树脂占总反应比例70%的第一个反应固化温度为（177.3±2.2）℃,占总反应比例30%的第二个反应的起始温度和固化温度分别为（178.6±0.7）℃和（216.9±1.7）℃。研究结果对于多组分热固性树脂体系固化动力学的分析和复合材料成型工艺的优化具有重要的指导意义。     

表面官能团化多壁碳纳米管对环氧树脂固化过程的影响

以4,4‘-二胺基二苯砜(DDS)为固化剂,将表面化学修饰的MWNT作为填料加入到环氧树脂中,制备了MWNT/环氧树脂复合材料,采用非等温DSC研究了MWNT对环氧树脂固化过程的影响.结果表明,表面化学修饰的MWNT能促进环氧树脂的固化,降低固化反应的起始温度和峰顶温度;根据Kissinger公式和Crane经验方程推出了固化反应的表观活化能、反应级数、频率因子和速率常数;根据不同升温速率下的DSC固化反应放热曲线确定了固化工艺参数.     

DSC 法研究聚醚胺 / 酚醛胺-环氧树脂体系的固化行为

采用示差扫描量热法(DSC),在 25 ~ 230 ℃范围内以不同的升温速率(5,10,15, 20 ℃ / min),研究了以聚醚胺 / 酚醛胺为固化剂的环氧树脂体系的固化行为,对其不同升温速率下的固化度进行了分析,采用 T-β 外推法得出了该体系的起始固化温度、峰顶固化温度和终止固化温度等固化工艺参数。     

TGBAPS/MNA/EMI-24体系的固化行为研究

采用非等温动态示差扫描量热法(DSC)和热失重分析法(TGA)研究了N,N,N’,N’-四缩水甘油胺-3,3’-双(4-氨基苯氧基)二苯砜/甲基纳迪克酸酐/2-乙基-4-甲基咪唑(TGBAPS/MNA/EMI-24)体系的固化反应过程及固化物的热稳定性。由Kissinger方程和Ozawa方程求得该体系固化反应的表观活化能分别为84.1kJ/mol和87.1kJ/mol;由Crane方程求得固化反应近似为一级反应;TGBAPS/MNA/EMI-24体系固化物具有良好的耐热性能,其Tg为215℃,5%、15%和30%的失重温度分别为317℃、331℃和359℃。     

核壳橡胶纳米粒子改性环氧树脂/酸酐体系固化动力学及其性能研究

采用非等温差示扫描量热法(DSC)对一种核壳橡胶纳米粒子改性环氧树脂/酸酐体系固化反应动力学进行了研究。依据该树脂体系在不同升温速率下的DSC曲线,通过Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa法和Crane法等方法得出了该树脂体系的固化动力学参数。并对该树脂体系固化物的力学性能和耐热性能进行了研究。结果表明:该树脂体系的表观活化能为79.18kJ/mol、频率因子为1.2741×10~9s~(-1)、反应级数为0.9331;树脂体系的凝胶化温度为115.4℃、固化温度为139.4℃、后处理温度为156.05℃,其最佳固化工艺制度为"90℃/2h→115℃/2h→140℃/3h→160℃/5h";其固化物具有良好的力学性能和优良的耐热性能。     

4,5—环氧环己烷1,2-二甲酸二缩水甘油酯/2-甲基咪唑体系热固化过程、动力学及形态结构

本文以DSC、TBA、SEM为手段,对4,5-环氧环己烷1,2-二甲酸二缩水甘油酯/2-甲基咪唑体系的热固化过程、动力学及形态结构作了研究。DSC等速升温实验结果表明,本固化体系热固化过程分加成和催化聚合两阶段进行,以Donnellan所采用的公式对DSC一次升温谱图进行动力学处理,求得1:1、1:2加成反应的表观反应活化能分别为Ea_1=72.4kJ/mol、Ea_2=78.3KJ/mol,而聚合反应表观反应活化能为98.0kJ/mol。对不同比例试样进行恒温及等速升温固化后的二次TBS升温扫描结果表明,随着2-甲基咪唑用量的增加,固化试样的交联网络愈来愈显示出不均一性两相网络结构,SEM实验也进一步证实了这一结论。2-甲基咪唑用量在3—5％时,试样具有较好的均一性和较高的玻璃化转变温度。     

碳纳米管/环氧树脂复合物的固化行为

用差示扫描量热仪（DSC）研究了4,4’-二氨基二苯甲烷环氧树脂（TGDDM）／4,4＇-二氨基二苯基砜（DDS）环氧树脂体系及其多壁碳纳米管复合物的固化行为。碳纳米管加入TGDDM／DDS体系后,起始固化反应速率增大,达到最大反应速率的时间减小,说明碳纳米管对环氧树脂的固化反应有催化作用。和纯树脂相比,在固化反应初期碳纳米管复合物的活化能降低。在玻璃化现象出现以前,Kamal的固化动力学模型得到的结果与实验数据相当吻合。     

非等温DSC研究聚苯并噁嗪/炭纤维复合材料的固化动力学

采用非等温差示扫描量热法（DSC）测试了不同升温速率下,聚苯并噁嗪及聚苯并噁嗪/炭纤维复合材料的固化过程.分析了不同升温速率下,两体系的特征固化温度、反应热及反应速率与温度的关系.Kissinger方程分析计算了聚苯并噁嗪及聚苯并噁嗪/炭纤维复合材料的固化反应表观活化能和反应级数.结果表明,炭纤维对聚苯并噁嗪固化具有催化作用,同时又有缓聚作用.浅析了炭纤维影响聚苯并噁嗪固化的原因。     

咪唑封端扩链脲改性环氧树脂E-51/酸酐MTHPA体系性能研究

以端羟基聚环氧丙烷1000，甲苯二异氰酸酯（TDI），2－甲基咪唑为原料，合成了扩链脲TI，利用DSC，动态热机械分析仪DMA，冲击试验机及扫描电镜（SEM）等手段对TI改性的环氧树脂E－51／甲基四氢化邻苯二甲酸酐（MTHPA）固化体系的反应活性，动态力学行为，冲击性能，断裂面形态结构进行了系统研究，结果表明，改性后的E－51／MTHPA体系反应活性明显提高，固化反应峰顶温度较未改性体系降低160℃－200℃，固化反应的表观活化能由未改性体系的160．3kJ/mol降至63kJ/mol-87kJ/mol，同时与未改性体系相比，经过改性的环氧树脂固化体系冲击强度有较大的提高，在TI含量为5％时体系的玻璃化转变温度Ts达到最高，各改性体系冲击断面呈韧性断裂。     

多官能团环氧树脂的固化反应和凝胶模型

用差示扫描量热仪和RS600旋转流变仪分别研究了AG-70环氧树脂体系的升温固化反应情况和升温及恒温条件下的流变性能。实验结果表明,该环氧树脂体系的固化动力学方程符合两参数自催化模型,采用Malek最大概然法计算了模型中的动力学参数,获得了两个特征值下的动力学方程,将实验结果与理论值进行了对比。采用两种方式确定了凝胶温度点,并与用差示扫描量热(DSC)方法获取的凝胶点温度作比较,利用恒温温度与凝胶时间的函数关系计算出了凝胶模型,其数学表达式为:lntgel=-19.67+8.57/T。     

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。     

氰酸酯/环氧树脂CE-40体系的固化反应

采用差示扫描量热(DSC)方法计算得到氰酸酯/环氧树脂CE-40体系反应动力学常数,分析了温度和浓度对反应速率的影响,同时结合红外光谱对各温度段发生的反应进行了推断。研究表明,CE-40体系有两个反应温度区——低温区(150℃-180℃)和高温区(200℃-250℃)。低温区是环氧与氰酸酯直接反应,产物为三聚氰酸酯和口恶唑啉,反应速率对浓度敏感,随反应物浓度下降而降低;高温区是低温区的生成物与环氧的进一步反应,主要产物为口恶唑烷酮和异氰酸脲,反应温度决定了反应速率。     

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。     

等温DSC法研究RFI用环氧树脂固化动力学

为了预测固化反应的进程,采用STA 449C型差示扫描量热仪,用等温DSC法研究了室温下成膜、中温固化的RFI工艺用(E-44/E-21(6/4,质量比))/GA-327＝100/40(质量比)环氧树脂体系在80、90、100、110、120℃下的固化过程,通过Matlab数据拟合良好性统计法得到了n级固化模型、自催化模型及复合模型方程中的各个参数值。根据R2和离差平方和SSE确定了适合的动力学模型。研究表明:该树脂体系的固化反应具有自催化和扩散控制的特征,低温下受扩散控制的影响更大;该体系的固化反应动力学符合自催化反应动力学模型,其表观活化能E_a为56.7kJ/mol,指前因子A为1.18×107 s-1,固化反应的反应级数m、n分别为0.529和1.561。      

非收缩共聚环氧树脂基体固化的反应动力学

用FT—IR和DSC研究了非收缩共聚环氧树脂基体的固化过程,得到了膨胀性单体NSOC和环氧树脂E51的反应动力学参数及其共聚的表现动力学参数,并且得到了共聚树脂的固化时间与固化温度,贮存时间与贮存温度的关系曲线。这对树脂的实际应用和固化工艺的选择有重要的意义。理论处理的结果表明,固化时树脂基体的体积膨胀可能降低反应的活化能。     

先进复合材料用环氧树脂的固化反应和化学流变

用等温差示扫描量热法(DSC)研究了HD03环氧树脂在一定温度范围内的固化反应。试验结果表明,该环氧树脂体系的固化动力学符合自催化固化反应模型。由试验确定了模型中的动力学参数。发现在树脂的固化后期,固化反应由化学反应控制转变为扩散控制。用以绝对反应速率理论为基础的化学粘度分析模型研究了较高温度范围内HD03环氧树脂的等温粘度和变温的动态粘度变化。用MCR 300流变仪测量并计算了HD03环氧树脂的等温粘度和动态粘度。理论预测与试验结果相吻合。      

反应性聚碳酸酯增韧改性环氧树脂体系固化反应动力学的研究

对环氧树脂／胺化聚碳酸酯体系的固化反应动力学进行了研究，借助Ozawa t ASTME698动力学方法，利用差示扫描量热仪对该体系的固化动力学参数，包括活化能E，指数前因子A，速率常数k和60min的半周期温度进行了分析，并对不同胺化聚碳酸酯含量时的固化行为，放热峰和动力学参数进行了探讨。