耐高温双马来酰亚胺树脂的固化反应动力学和TTT图

采用动态DSC法对耐高温双马来酰亚胺树脂的固化反应动力学进行研究,根据Kissinger方程和Crane方程,拟合得到树脂的固化动力学参数,并建立树脂的唯象模型。此外,采用恒温DSC法,根据DiBenedetto方程,建立树脂的玻璃化转变温度与固化度之间的函数关系。采用凝胶盘法,获得树脂在不同温度下的凝胶时间,建立凝胶时间和凝胶温度之间的函数关系,最终得到树脂的TTT图。结果表明:根据TTT图确定合适的加压时机,可以有效排除夹杂于预浸料层内层间的气体,从而制备内部质量完好的复合材料。     

具有双峰反应特性的高韧性双马来酰亚胺树脂固化动力学和TTT图

以全动态DSC扫描实验为基础,结合半经验的唯象模型获得了基于唯象模型的具有双峰反应特性的高韧性双马来酰亚胺5429树脂的固化动力学参数,建立相应的唯象动力学模型。以5429树脂在180℃条件下,恒温不同时间的DSC实验数据为基础,利用DiBenedetto方程研究等温条件下固化度与加热时间的关系并得到玻璃化转变温度与固化时间的关系表达式,并采用凝胶盘法得到5429树脂不同温度下的凝胶时间,建立了凝胶时的固化度和玻璃化转变温度之间的函数关系,在此基础上绘制了TTT图,从TTT图中得到的5429树脂的最优固化工艺曲线与其标准固化工艺曲线一致。     

双马来酰亚胺树脂体系的固化动力学和TTT图

采用全动态DSC研究了双马来酰亚胺树脂(BMI)体系的固化反应动力学,建立了固化动力学的唯象模型.并结合DiBenedetto方程研究了玻璃化转变温度和固化度之间的关系.采用凝胶盘法测定了树脂体系的凝胶过程,得到了凝胶时间和凝胶温度之间的关系,并通过同归得到了树脂体系凝胶时的固化度和凝胶时的玻璃化转变温度.在此基础上绘制了该树脂体系的TTT(Time-Temperature-Transition diagram)固化图.     

高性能双组份环氧树脂固化动力学研究和TTT图绘制

用全动态DSC 研究了先进复合材料用高性能双组份环氧树脂的固化反应动力学, 获得了固化反应的动力学参数, 并建立了固化动力学的唯象模型。用恒温DSC 和动态DSC 结合DiBenedetto 方程研究了树脂玻璃化转变温度和固化度之间的关系, 并给出了玻璃化转变温度T_g和时间t 及温度T 之间的数学关系。通过DMA 研究了树脂恒温下的凝胶过程, 给出了凝胶时间tgel 和凝胶温度T 之间的关系, 回归得到凝胶时的固化度为α_gel =0.4539 , 并以此计算出了T_g ,gel = 70. 18 ℃, 为工艺选择提供了依据。并在此基础上绘制出了该树脂体系的TTT图, 提出了将TTT 图用于工艺优化的思路, 并做了初步验证。      

热固性树脂固化动力学模型简化的新方法

时间-温度-转变(TTT)图是分析和设计固化过程的有用工具,具有重要的研究价值。传统的TTT图中等固化曲线族的绘制是一个繁琐的过程,耗费大量的成本和时间。温度-时间-固化度三者之间的关系是由固化动力学方程控制的,因此从固化动力学方程入手,采用数值模拟的方法研究等固化曲线族是一种省时省力的新方法。针对两种树脂的固化动力学模型,数值模拟了树脂的固化度,并对计算方案进行了验证。在此基础上,分别做出树脂固化动力学模型的等固化曲线图,探讨了温度-时间-固化度之间的关系,结果表明:在等固化条件下温度和时间的对数之间存在线性关系。在此基础上对温度-时间-固化度曲线进行拟合,得到了较为简单的关系式,简化了原先复杂的固化动力学方程,能够方便地用于工程实际,避免了繁琐的求解。     

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。     

稀释剂对苯并噁嗪/双马来酰亚胺树脂体系热力学性能影响研究

在苯并噁嗪/双马来酰亚胺树脂体系中添加不同含量的稀释剂,利用DSC研究其固化反应行为,流变仪研究改性树脂体系的黏度,用凝胶盘法研究改性树脂的凝胶时间,采用DMA和TGA研究了改性树脂体系的热稳定性.实验结果表明,在苯并噁嗪/双马来酰亚胺树脂体系中添加稀释剂可以有效降低树脂黏度,并且使得改性树脂体系的低黏度窗口增大,延长了恒温凝胶时间,与此同时,随着稀释剂含量的增加,各树脂体系固化物的耐热性有所降低.     

典型双马来酰亚胺树脂固化动力学模型的研究

对由二苯甲烷双马来酰亚胺与二烯丙基双酚A体系制得的典型双马来酰亚胺树脂体系的固化动力学模型进行研究,目前国内绝大多数双马来酰亚胺树脂体系都是在此基础上改性得到的。并采用DSC方法研究典型双马来酰亚胺树脂的固化过程,用恒温和动态两种方法分析其固化反应。根据自催化与n级反应方程,采用least-squares方法和Kissinger方法进行数据处理,建立该树脂体系的固化动力学模型并确定其固化动力学参数,此模型与实验结果具有良好的吻合性。同时该模型揭示了典型双马来酰亚胺树脂体系的固化反应是按不同机理分段进行的,在反应过程中由自催化模型转变为n级反应模型。此模型为合理的研究双马来酰亚胺树脂体系的工艺参数,保证产品质量以及工艺优化提供了必要的前提条件。      

RTM专用双马来酰亚胺树脂体系化学流变特性

进行了RTM 工艺专用双马来酰亚胺(BMI) 树脂体系的化学流变特性及工艺过程研究。采用DSC 热分析技术和粘度测量手段, 研究了该树脂体系固化特性以及固化过程中粘度与温度的关系, 根据对等温粘度曲线的分析, 建立了双阿累尼乌斯粘度模型和工程粘度模型。对比所建立的两种粘度模型, 结果显示两种模型都可以适用于RTM 工艺注射阶段, 工程模型在粘度转折点附近的预测精度要优于双阿累尼乌斯粘度方程。同时建立了恒温温度-凝胶时间之间的数学关系。验证了所建立的工程模型在工程中的实用性, 并指出了工程粘度模型的使用范围在固化体系交联结构形成之前, 所建立的工程粘度模型能够有效地预测体系RTM 工艺的粘度变化和工艺过程, 为复合材料成型工艺模拟分析以及工艺参数的准确制定奠定了基础。      

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。      

BMI-QC130双马树脂拉挤工艺

为了研究分析双马树脂的拉挤工艺特性和工艺参数,采用差示扫描量热法(DSC)研究了BMI-QC130双马树脂的固化反应动力学,建立了该BMI树脂的固化度预测模型,通过该预测模型得到的固化度预测值与试验值较为吻合,采用双Arrhenius方程建立了该BMI树脂的黏度预测模型,该黏度预测模型在温度低于120℃范围内具有很高的预测精度。根据所建立的固化度预测模型和黏度预测模型确定了BMI-QC130双马树脂的拉挤工艺参数为：胶槽恒温95℃,拉挤模具温度控制在200℃,出模后经过温度为280℃的烘道进行后固化。在此工艺条件下,成功地连续拉挤出碳纤维增强BMI-QC130复合材料样品。     

5428双马树脂体系动态固化反应动力学研究

采用示差扫描量热法(DSC)对5428双马树脂体系的动态固化反应动力学进行了研究,以自催化反应动力学模型为基础方程建立了动态固化反应动力学方程.并模拟实际固化温度历程,采用测定不同固化阶段样品残余反应热的方法对动态固化反应动力学方程进行了验证,结果表明动态固化反应动力学方程能反映体系实际固化反应历程.     

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。     

基于因次分析方法的树脂基复合材料等温固化均匀性分析

在复合材料固化过程中,固化度场的非均匀性是引起残余热应力和固化收缩应力的重要因素。为了探讨树脂基复合材料结构件固化成型过程中的工艺参数对固化均匀性的影响,首先针对Epon862/W环氧树脂体系建立了复合材料固化仿真模型,并对模型进行了验证;然后,通过因次分析得出了树脂基复合材料结构件的热传递方程和固化动力学方程的无因次形式;最后,通过数值模拟定量分析了固化工艺温度、对流换热系数和结构件厚度对复合材料固化均匀性的影响规律。结果表明:在等温固化条件下,对流换热系数对复合材料固化均匀性的影响很小,无因次式特征时间t_c/树脂固化反应特征时间t_R与固化度差值间存在拟合函数关系,该函数可以方便地用于工程计算。      

低压SMC体系的固化动力学及凝胶化理论

运用等温DSC对结晶聚合物(PEG6000-MAH)增稠低压SMC体系进行扫描测试,确定了适用于该体系的自催化经验动力学模型的相关参数和动力学方程。用确定的固化度验证该模型,实验情况与理论结果吻合较好。依据凝胶化时体系黏度变化的特性,通过黏度的测定获得了体系在不同温度的凝胶时间,建立了凝胶化理论模型。固化动力学模型和凝胶化理论模型的建立为低压SMC压制工艺制度的确立提供了理论指导和依据。     

Study on Cure Behavior of a Model Epoxy System by Means of TTT Diagram

Duetotheirhighstrength,modulusandfracture toughnessaswellasgoodadhesionandthermalre sistance[1],epoxyresinsasmatricesarewidelyused inaeronautics,astronautics,transportation,sports andotherindustry.Standardepoxyresinsareusually basedonDGEBA(diglycidyletherofbisphenolA),whichneedsactivehydrogenorotheractivegroupsto opentwoepoxyrings.Four functionalepoxylike TGMDA(tetraglycidylmethylenedianiline)isoften usedforhigh performanceepoxymatrixcomposites becauseofitsrelativelyhighercross linkingdens…     

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。