多面体低聚倍半硅氧烷/氰酸酯杂化树脂固化动力学与固化工艺研究

采用非等温差示扫描量热法测试了不同升温速率下氰酸酯及氰酸酯/多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)复合材料的固化过程,分析了不同升温速率下,POSS对树脂体系固化行为的影响.运用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法对杂化树脂固化反应活化能进行了计算.结果表明,POSS对氰酸酯树脂固化具有催化作用,能显著降低树脂固化温度,含10%POSS的杂化体系固化温度可降至212℃;两种不同模型计算的活化能分别为83.30kJ/mol和85.68kJ/mol,与纯氰酸酯相比,杂化树脂的固化活化能和反应级数均有所增大.     

海因环氧改性氰酸酯树脂体系的固化行为研究

目的 采用非等温差示扫描量热法（DSC）和傅里叶红外光谱（FT–IR）研究海因环氧/双酚A型氰酸酯（BAE）和海因环氧/四甲基双酚F型氰酸酯（TBF）的固化反应行为。方法 通过Kissinger、Ozawa和Crane法对2种树脂体系的固化动力学参数进行了计算，并采用热重分析（TGA）和热机械分析（DMA）评价树脂改性前后的热稳定性和热力学性能。结果 海因环氧改性氰酸酯树脂体系均呈现双重固化放热峰，TBF体系具有相对更高的表观活化能，而BAE体系具有更好的耐热性能，其玻璃化转变温度（tg）和在氮气下质量损失率为5%时的温度分别为271.6℃和403.4℃。结论 海因环氧树脂可以促进氰酸酯的聚合反应，制备的改性树脂体系可用于耐高温树脂基体和电子封装等材料。     

改性双马来酰亚胺树脂体系的固化工艺及热稳定性研究

采用差示扫描量热仪 (DSC)对价格低廉、配比不同的二苯甲烷型双马来酰亚胺(BMI) /二烯丙基双酚A(BA) /N -苯基马来酰亚胺 (NPMI)三元共聚树脂体系反应性能、反应动力学进行研究 ,确定了固化工艺。对固化树脂的热变形温度、热失重及耐湿热性能进行了分析。     

热固性树脂固化反应动力学模型研究进展

系统归纳了采用DSC法建立的热固性树脂固化反应动力学模型,包括模型拟合法及无模型法。模型拟合法的关键在于确定动力学三因子,即反应模型、频率因子和反应活化能。无模型法可避免因反应模型的选择不当而造成的动力学参数的偏差。最后探讨了模型拟合法和无模型法的使用局限。     

纳米SiC改性氰酸酯树脂基复合材料的研究

在一定条件下于氰酸酯树脂中掺入纳米SiC,并对其进行改性研究.实验发现,纳米SiC对氰酸酯树脂有明显的催化作用.力学性能测试结果表明,改性后树脂的增韧效果明显,冲击强度提高了123.62%,弯曲强度提高了140.29%.透射电镜(TEM)和差示扫描量热(DSC)分析测试结果表明,纳米SiC与氰酸酯树脂结合紧密,并以纳米尺寸分散于树脂网络中.改性后树脂的玻璃化温度Tg在原树脂基础上升高了12℃,并保持了原树脂良好的耐热性能.     

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.     

有机锡化合物催化氰酸酯树脂固化反应的研究--(Ⅰ)反应动力学

用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和高效液相色谱(HPLC)法表征了有机锡化合物((H9C4)2Sn(NCO-R-OCN)2)对氰酸酯树脂固化反应的催化作用,并测定了其固化反应动力学。结果表明,在固化反应的凝胶阶段,催化固化反应动力学分别对氰酸酯单体浓度和催化剂浓度表现为一级反应。对于Arocy L-10型氰酸酯,表现活化能Ea-66．1kJ／mol,频率因子InA=11．9;对于双酚A型氰酸酯(BADCy),表现活化能Ea=69．0kJ／mol,频率因子InA=12．6。     

端氨基亚胺齐聚物改性BMI固化特征及粘度特性

采用旋转粘度仪和动态DSC技术分析研究了端氨基亚胺齐聚物改性BMI树脂的固化反应过程和粘度特性。其结果表明，树脂在130℃-195℃之间存在一个宽广的低粘度平台区；固化反应过程中的吸热和放热的共同作用使得固化反应仅有一个平缓的放热峰，固化反应为1．02级反应，反应活化能为107kJ/mol。     

傅立叶红外光谱法研究氰酸酯树脂及其改性体系的固化反应

借助傅立叶红外光谱对双酚 A型氰酸酯树脂、二月桂酸二丁基锡 /双酚 A型氰酸酯、环氧树脂 /双酚 A型氰酸酯树脂、酚醛环氧 /双马来酰亚胺 /双酚 A型氰酸酯树脂等体系的固化反应进行了在位监控分析 ,着重讨论了各体系的反应性。研究表明 ,未加催化剂的双酚 A型氰酸酯树脂体系固化反应的活化能为 175 .0 k J/ mol,频率因子 A=2 .5 5× 10 14 min-1;采用二月桂酸二丁基锡催化的氰酸酯树脂体系的活化能 Ea=5 1.7k J/ mol,A=6.12× 10 2 min-1;环氧树脂改性的氰酸酯树脂体系的固化反应温度明显降低 ,引入催化剂后转化率也明显提高 ;酚醛环氧树脂 /双马来酰亚胺树脂 /氰酸酯树脂体系具有良好的反应性。     

酚醛型氰酸酯树脂的固化反应

采用原位红外光谱法跟踪研究了酚醛型氰酸酯树脂的固化反应过程,获得了树脂固化反应过程中各基团的转化率与时间的关系,并对各固化阶段中基团的转化进行了分析,以指导酚醛型氰酸酯树脂的固化工艺制度的优化,最后确定其固化制度为120℃2h+150℃2h+180℃3h+200℃2h+250℃2h+300℃2h,实验证明该固化制度下树脂固化物力学性能与传统的酚醛树脂相当,且耐热性能更优异。     

氰酸酯树脂的固化催化研究新进展

氰酸酯(CE)树脂被公认为是"21世纪制备高性能结构/功能材料最具竞争力的树脂品种",但是高固化温度以及由此带来的固化物性能稳定性差的问题成为制约CE应用的瓶颈.因此,CE树脂的固化催化研究显示出重要的理论意义和巨大的应用价值.综述了近年来CE树脂固化催化研究的新进展,包括各类专门催化剂及其催化机理,以及用于CE增韧增强的改性材料对CE固化反应的催化效应,展望了CE树脂固化催化研究的发展趋势.     

改性氰酸酯树脂体系韧性及介电性能研究

对聚醚酰亚胺增韧改性氰酸酯树脂体系的断面形态和冲击韧性进行分析,并对改性氰酸酯树脂体系的介电性能进行表征和分析.研究表明,聚醚酰亚胺在改善氰酸酯树脂体系韧性的同时,也提高了树脂体系的介电性能.树脂的介电性能与树脂体系的催化剂含量、固化温度和增韧剂含量有较大关系.     

乙炔基聚酰亚胺/氰酸酯互穿网络结构的固化动力学及性能

合成兼具高热稳定性(Td5%=508℃)和高玻璃化转变温度(Tg=374.2℃)的乙炔基封端的聚酰亚胺低聚物(S1),并将其与双酚A型氰酸酯树脂(BCE)进行共混,以提高氰酸酯包括热性能在内的综合性能,制备了S1/BCE互穿网络结构树脂体系。采用差示扫描量热分析、傅里叶变换红外光谱,利用Kissinger-Crane法和T-β外推法研究了BCE和S1的固化动力学行为和固化机理。并对固化后材料的热性能、力学性能和表面形貌进行了研究。结果表明,从红外及动力学分析,S1/BCE体系的固化工艺参数为200℃/2 h+260℃/2 h,2种方法测得的以质量比1∶1混合的树脂体系CS11平均表观活化能为88.9 k J/mol,反应级数为0.91。不同比例下S1/BCE体系固化后的玻璃化转变温度最高相均超过300℃,且在212℃依然有较高的模量保持,同时从电镜图和力学性能可以看出,材料韧性具有一定程度的提升。相比较而言,以质量比1∶1混合的树脂体系CS11的韧性提升最大,Tg=310.9℃,Td5%=424℃,且具有优良的耐热性能。     

氰酸酯/环氧树脂的固化反应历程

采用傅里叶红外光谱仪研究了4种不同比例的氰酸酯(CE)/环氧树脂(EP)混合体系在一系列固化温度下固化后的产物组成,结果证实了6步反应的存在。当EP含量高时,体系生成物主要是口恶唑烷酮和部分异氰酸脲,而三嗪环很不显著;EP含量低时,首先形成三嗪环,然后三嗪环与环氧生成口恶唑烷酮或异氰酸脲。反应温度较低时(≤160℃),CE首先生成三聚体,再同环氧反应生成口恶唑啉、口恶唑烷酮以及异氰酸脲;在较高温度下固化时(160℃～180℃),主要进行的是三聚氰酸酯重排生成异氰酸脲的反应以及异氰酸脲同环氧官能团生成口恶唑烷酮的反应。生成物组成的差异是影响固化物宏观性能,如耐热性的根本原因。     

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。     

F-48环氧树脂改性双酚A型氰酸酯树脂的研究

采用FT-IR与DSC研究了F-48酚醛型环氧改性双酚A型氰酸酯树脂的固化行为及固化工艺,通过DMA、TGA、介电性能和冲击强度测试对F-48酚醛型环氧改性双酚A型氰酸酯树脂的热性能、介电性能和韧性进行了研究。结果表明,随着F-48环氧树脂含量的增加,改性氰酸酯的Tg总体呈升高趋势,最高达到255℃;改性后的氰酸酯树脂热分解温度逐渐降低;F-48环氧树脂加入量为氰酸酯质量的25%时,改性氰酸酯树脂具有较低的介电常数和介电损耗;改性氰酸酯的冲击强度较纯氰酸酯树脂提高25%。     

乙烯基酯树脂复合材料的固化过程研究

复合材料固化是成型过程中关键步骤之一,涉及到模具设计,成型工艺确定等.本文采用等温DSC分别研究了玻璃纤维/乙烯基酯树脂,碳纤维/乙烯基酯树脂复合材料和乙烯基酯树脂的固化过程.结果表明:玻璃纤维的存在加速了乙烯基酯树脂的固化速度,而碳纤维的存在使得乙烯基酯树脂的固化速度变慢,纤维增强材料的存在提高了树脂的固化度.     

氰酸酯树脂在航空航天领域应用研究进展

介绍了氰酸酯树脂的性能、反应特性,重点综述了氰酸酯树脂基复合材料在机舱潜艇防火结构及卫星结构和空间光学系统结构等方面的应用情况及发展前景.