E 51环氧树脂固化反应中动力学转变

采用等温DSC法研究了E-51环氧树脂与4, 4’-二氨基二苯基砜(DDS)体系的固化反应过程, 并与已有固化模型拟合得到了170、180、190、200 ℃下的等温固化反应动力学的参数, 根据决定系数R2确定了适合的固化模型。研究表明: 当固化度小于40%时属于Kamal自催化模型; 当固化度大于40%时属于n级固化模型, 即固化反应由Kamal自催化反应向n级反应转变。      

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。      

等温DSC研究高韧性低收缩环氧体系固化过程中的玻璃化现象

对于环氧树脂等温固化研究一般集中于固化温度高于体系完全固化的玻璃化温度,文中在固化温度低于体系完全固化的玻璃化温度的条件下,对一种高韧性低收缩环氧树脂体系的等温固化行为进行研究,对试样先进行等温固化再进行非等温差示扫描量热(DSC)分析,可以在DSC曲线上观察到一吸热峰,标志体系开始发生玻璃化转变并进入结构松弛阶段。通过分析DSC数据得到体系各固化时间的固化度和玻璃化温度,并且用Kamal方程对实验数据进行拟合,结果表明体系的玻璃化时间与进入扩散控制的时间相一致,从而可以通过玻璃化时间来判断体系控制步骤的变化。     

环氧树脂-聚酰胺-玻璃微珠体系的固化

用动态扭振法对环氧树脂-聚酰胺和环氧树脂-聚酰胺-玻璃微珠体系在四个不同温度和不同玻璃微珠含量的等温固化行为进行了测试。通过凝胶化时间tg 用F lory 理论估算了它们固化反应的表观活化能, 并考察了玻璃微珠含量对固化的影响。用非平衡态热力学涨落理论描述了它们的等温固化过程, 从而用有限的数据来预估树脂体系的固化, 理论曲线和实验曲线有很好的符合。     

等温DSC法研究聚醚胺与环氧树脂固化反应动力学

为了给环氧树脂(DGEBA)/聚醚胺(T403)的实际固化工艺提供指导,在等温条件下采用差示扫描量热法(DSC)对该体系固化过程进行了研究。运用Kenny图像分析法得到了动力学参数,建立了kamal动力学模型;在考虑扩散影响的基础上,多次运用非线性拟合法得到了扩散系数(C)和临界固化度(αc),进一步建立了带扩散控制的动力学模型。结果表明,总反应级数为2.04～2.40,且随固化温度升高而下降。固化反应的两个速率常数都随温度升高而增大,对应的表观活化能分别为42.99和54.23kJ/mol。研究发现不带扩散控制的动力学模型可以较好地描述固化过程的前期阶段,而带扩散控制的动力学模型则可以更好地描述固化全过程。随着固化温度升高,αc增大,扩散影响减小,而带扩散控制的动力学模型与实验结果符合得越好。固化过程属三分子反应,具有明显的自催化特征。     

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。      

NLV法研究高韧性低收缩环氧树脂体系的固化行为EI北大核心

采用模型拟合法对环氧树脂固化特性进行模拟和预测时,因涉及机理假设和参数的选取,所以在处理复杂反应时具有一定的局限性。文中采用非模型拟合法中的非线性Vyazovkin(NLV)法对一种高韧性低收缩环氧树脂体系固化动力学进行研究。通过拟合活化能与固化度的关系表明:等温条件下该体系经历了三个截然不同的阶段;非等温条件下,由于温度变化的影响,各阶段活化能的变化是多种因素共同作用的结果。使用NLV法对该体系的等温固化数据进行预测,预测数据与DSC实验数据基本吻合。NLV法在150℃~180℃的固化温度下能较好地描述该体系的等温固化反应过程。     

非等温DSC法研究高韧性低收缩环氧体系固化动力学

采用非等温DSC法对一种高韧性低收缩环氧树脂体系(E-51/E-20/DAMI)固化动力学进行了研究。分别通过n级反应模型法和自催化模型法得到了固化反应动力学方程。结果表明,n级反应方程与实验值差别较大;而采用Malek判据判别该固化反应按自催化反应机理进行,并通过"单点非模型"拟合法求解动力学参数,模型计算曲线与DSC实验曲线基本吻合。但由于动力学控制和扩散控制竞争关系的改变,随升温速率的提高,实验曲线逐渐偏离模型曲线,体系的总放热焓变小。所确立的模型在5K/min～25K/min的升温速率下能较好地描述E-51/E-20/DAMI体系的固化反应过程。     

NLV法研究高韧性低收缩环氧树脂体系的固化行为

采用模型拟合法对环氧树脂固化特性进行模拟和预测时,因涉及机理假设和参数的选取,所以在处理复杂反应时具有一定的局限性。文中采用非模型拟合法中的非线性Vyazovkin(NLV)法对一种高韧性低收缩环氧树脂体系固化动力学进行研究。通过拟合活化能与固化度的关系表明:等温条件下该体系经历了三个截然不同的阶段;非等温条件下,由于温度变化的影响,各阶段活化能的变化是多种因素共同作用的结果。使用NLV法对该体系的等温固化数据进行预测,预测数据与DSC实验数据基本吻合。NLV法在150℃~180℃的固化温度下能较好地描述该体系的等温固化反应过程。     

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.     

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。      

基于非等温法的耐高温环氧树脂体系固化反应动力学研究

采用不同升温速率下的非等温DSC研究一种TR1219B耐高温环氧树脂体系的固化反应,分别通过n级反应模型和Malek最大概然机理函数法确定固化反应机理函数,求解固化反应动力学参数,得到固化反应动力学模型。结果表明:通过Kissinger和Crane方法求解动力学参数所得到的n级反应模型与实验值差别较大;采用Malek方法判别机理表明,该固化反应按照自催化反应机理进行,实验得到的DSC曲线与模型计算所得到的曲线吻合良好,所确立的模型在5~20K/min的升温速率下能较好地描述该环氧体系的固化反应过程。     

非等温DSC法研究复合材料用环氧树脂的固化反应

采用非等温DSC研究了一种复合材料用环氧树脂体系的固化反应。采用n级反应模型和Malek等转化率法确定了固化反应动力学方程,通过外推法优化其固化工艺,测试优化后工艺下制备的树脂浇铸体的固化度和力学性能。结果表明,n级反应模型与实验值差别较大;采用Malek等转化率法判断固化反应按自催化反应机理进行,在2.5～15℃/min升温速率下,自催化模型计算曲线与实验曲线吻合较好;优化确定其固化工艺为70℃/2h+110℃/2h,在该工艺下制备的浇铸体固化度达98.51%,拉伸强度和弯曲强度分别为75.11MPa和128.10MPa。     

硼酚醛-环氧树脂体系固化过程分析

采用Friedman法求解了硼酚醛-环氧树脂体系的固化反应动力学参数及固化机理模型,预测了170℃硼酚醛-环氧树脂体系的等温固化曲线,确定了此体系的等温理论转化率与时间的关系,得到不同时间的理论转化率。并且采用170℃的电热鼓风干燥箱对此体系做等温固化试验,取不同固化时间的试样,用差示扫描量热仪测得树脂的实验转化率,并且与理论值进行比较。结果表明,硼酚醛-环氧树脂体系的固化反应模型属于An型,固化反应机制函数为[-ln(1-α)]1.39=1.80×10-4t,在低固化阶段,理论转化率与实验转化率相接近,但随着固化程度的增加,理论值明显高于试验值。     

潜伏性环氧树脂/胺基酰亚胺体系的固化动力学

分别采用Kamal模型和Kissinger模型研究了E-51/胺基酰亚胺潜伏性固化体系的等温和非等温固化动力学,讨论了该体系的固化反应机理。结果表明,由这两种动力学模型得到的固化动力学参数基本相近,E-51/胺基酰亚胺体系固化反应起始阶段的活化能较高,约为124 kJ/mol～131 kJ/mol。该体系的固化反应包含n级反应和自催化反应。胺基酰亚胺热分解反应是E-51/胺基酰亚胺体系固化反应的控制步骤。     

基于差示扫描量热分析和流变探究环氧大豆油增韧环氧树脂的固化过程

以聚醚胺D230为固化剂,研究了不同环氧大豆油含量(占双酚A型环氧树脂E-44的5%,10%,15%)增韧环氧树脂固化体系的反应动力学理论及流变行为。通过升温非模型中的KAS法对环氧树脂固化体系的差示扫描量热分析数据进行了研究,得出了固化动力学参数随体系环氧大豆油含量和升温速率的变化规律,并发现该反应由初期的无催化转向自催化反应,最后阶段则由化学控制转为扩散控制。通过旋转流变仪对环氧树脂固化过程进行流变分析,升温流变结果表明,体系中含有的环氧大豆油含量越多,凝胶点出现的时间越早;等温流变结果则表明,温度越高,凝胶点出现的时间越早;同时流变分析也表明,反应后期由于体系黏度过大,反应会由化学控制转变为扩散控制。通过计算,可得出环氧大豆油质量占环氧树脂10%的固化体系凝胶活化能为54.75kJ/mol。     

基于微波固化工艺的碳纤维T800/环氧树脂复合材料固化反应动力学

针对微波固化工艺下的碳纤维（T800）/环氧树脂复合材料的固化反应行为,运用非等温差示扫描量热（DSC）法,研究了T800/环氧树脂复合材料的固化反应放热过程。基于Kamal动力学模型,采用粒子群全局优化算法,拟合得到了纯微波固化工艺及高压微波固化工艺的T800/环氧树脂复合材料固化反应动力学方程,通过实验验证,该方程能够很好地描述T800/环氧树脂复合材料微波固化反应动力学行为。并系统对比研究了不同固化工艺方法对T800/环氧树脂复合材料固化反应动力学的影响。结果表明：相比传统热固化工艺,微波固化工艺能够有效提高T800/环氧树脂复合材料的固化反应速率并降低其固化反应的活化能,同时固化压力的引入对T800/环氧树脂复合材料的固化反应有一定的促进作用。     

浇注用环氧树脂固化动力学的非等温DSC

用非等温DSC技术研究了环氧树脂浇注体系在动态升温过程中的固化反应,用等转化率方法得到了体系的激活能与固化度之间的关系。采用Malek法分析动力学模型时,发现其特征值并不唯一,分析了不同特征值对模型预测结果的影响。确定了动力学模型并预测了相应的参数,结果表明该体系符合两参数自催化SB模型。模型预测与试验数据吻合得很好。     

环氧树脂/聚酰胺体系固化工艺分析

利用差热分析仪对环氧树脂E51/聚酰胺650体系的固化反应过程进行测试。分析了固化剂添加量、改性剂种类及粉煤灰微珠对体系固化反应的影响。结果表明,固化促进剂和粉煤灰微珠会降低反应起始温度,促进反应进行;固化剂添加量和稀释剂等对固化温度影响较小。根据实验结果确定预固化温度为80℃,制备固化试样并进行DTA测试,由测试结果确定后固化温度为120℃。结合预固化温度和后固化温度制备不同的固化试样测试其红外谱线,并利用内标法计算环氧基面积表征固化度,最终确定最优固化制度为预固化温度80℃(120 min),后固化温度120℃(30 min)。