环氧树脂固化动力学的非等温DSC研究

用非等温DSC对环氧树脂在动态升温过程中的固化动力学进行了研究,采用Kissinger方程对固化动力学模型参数中固化反应活化能、反应级数和指前因子进行了计算,并用Ozawa法对固化反应活化能进行了验证,计算结果表明,EP/DDS固化反应符合n阶固化动力学模型,结合不同升温速率下的特征温度,对环氧树脂的固化条件进行了优化。     

等温DSC法研究风电叶片用环氧树脂固化动力学

为研究风电叶片用环氧树脂的固化反应进程,采用等温DSC法测得了树脂体系在60℃、70℃、80℃下的等温放热曲线,并通过Matlab拟合功能对n级动力学模型、自催化模型和Kamal模型三种基本模型进行了分析,结果表明该树脂体系符合Kamal模型。在对Kamal模型计算结果与实验数据的对比中发现,计算结果在后段出现了偏高的现象,因此必须考虑扩散效应的影响。在对两个扩散控制Kamal模型的对比中可以发现Chern模型结果较优,该模型对转折点附近的拟合结果较为符合实际。     

环氧树脂/多元硫醇体系的低温快速固化

通过凝胶时间测定,红外和凝胶渗透色谱分析研究了分别以三乙胺、苄基二甲胺、2,4,6-三[(二甲氨基)甲基]苯酚及1,8-二氮杂环[5,4,0]-十一烯,即二环脒为促进剂的环氧树脂(E-51)/多元硫醇(T-35)体系的固化特性。结果表明,E-51/T-35体系的固化速度明显高于传统的以脂肪族多胺类为固化剂的环氧树脂体系,且该体系的凝胶时间随着体系中环氧基/巯基配比的增加而缩短,随促进剂碱性的增强及含量的增加缩短,随着反应温度的降低延长。     

非等温DSC法研究TiB_2/环氧树脂E-44体系固化动力学

采用非等温DSC法对硼化钛(TiB2)/环氧树脂E-44体系的固化反应动力学进行了研究。应用Kissinger和Flynn-Wall-Ozawa法计算得到了纯E-44和TiB2/E-44体系的固化反应动力学参数,并求得TiB2/E-44体系固化反应速率方程。结果表明,两种方法所得的动力学参数相近,验证了该体系符合n级反应模型原理。利用外推法得到了TiB2/E-44体系的固化起始温度T0(192.8℃)、峰顶温度Tp(251.3℃)及完成温度Ti(262.1℃)。按照上述优化固化工艺制备TiB2/E-44样品,用SEM观察样品微观形貌表明,样品中无裂纹和气泡孔,各相之间粘接很好,组织结构致密。     

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。     

非等温DSC研究PBT/TDI固化反应动力学

采用非等温差示扫描量热法(DSC)对PBT [3, 3–双(叠氮甲基)氧杂环丁烷–四氢呋喃共聚醚]/TDI(甲苯二异氰酸酯)反应体系在不同催化剂用量、不同升温速率条件下的固化反应进行了研究,并通过Kissinger-Crane方程求解得到了表观活化能和反应级数等动力学参数。结果表明,催化剂含量不会影响PBT/TDI固化反应级数,但能显著改变固化反应活化能。     

多支化聚硫醇与环氧树脂的固化研究

环氧树脂的应用开发和性能提高依赖于新型固化剂的开发.以2,2'-二巯基乙硫醚(MES)与三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)为原料,通过逐步聚合反应制备了具有多支化结构的聚硫醇,并研究了其与环氧树脂的室温固化过程.用核磁共振谱(1H NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)测定了聚硫醇的巯基值、支化度和分子量;采用实时红外(RT-IR)跟踪研究了聚硫醇/环氧树脂的固化过程,热失重分析(TGA)表征了固化产物的热稳定性.结果表明:该固化体系与传统胺类室温固化体系相比,前固化速度明显提高,80 min时巯基和环氧基的转化率可分别达到48%和36%,且热稳定性略有提高,起始分解温度为322℃.     

非等温DSC法研究环氧树脂固化反应动力学过程

采用非等温DSC(差示扫描量热)法研究了环氧树脂(EP)体系的固化过程,并采用Kissinger方程、Crane方程和T-β(温度-升温速率)外推法计算出该EP体系固化反应的动力学参数和固化温度。研究结果表明:当m(EP)∶m(填料)∶m(固化剂)∶m(促进剂)=100∶30∶90∶0.4时,EP体系固化反应的表观活化能为78.90 kJ/mol、指前因子为2.58×109min-1和反应级数为0.914,其最佳固化条件为"从室温升温至92℃(开始凝胶)→继续升温至140℃(恒温固化)→最后升温至169℃(进行后固化处理)"。     

IPDA/环氧树脂体系的等温固化动力学

用差示扫描量热法研究了IPDA/环氧树脂体系的等温固化动力学,用Kamal方程对该体系的等温固化曲线进行拟合。结果表明:环氧树脂的固化过程包含自催化机理,加入IPDA没有改变固化反应机理。同一温度下反应速率常数k_2大于k_1,并且k_1、k_2随着固化温度的上升而增大。     

环氧树脂/胺基酰亚胺潜伏性固化体系非等温固化动力学研究

分别采用Kissinger模型和Flnn-Wall-Ozawa(FWO)模型研究了E-51型环氧树脂/胺基酰亚胺潜伏性固化体系的非等温固化动力学,得到了该体系在这2种模型下的固化反应活化能.分析了不同动力学模型对该体系固化反应动力学研究的影响.结果表明,由2种模型得到的固化动力学参数基本相近.E-51/胺基酰亚胺体系的固化反应具有变活化能特征,固化反应起始阶段的活化能较高,约为103～112 kJ/mol;当固化度为0.9时,活化能约为63～82 kJ/mol.     

非等温DSC法研究苯并恶嗪树脂固化反应动力学

采用非等温DSC法对M型苯并恶嗪(MBOZ)固化动力学进行了研究。分别通过n级反应模型和自催化模型求解出反应动力学参数,进而得到固化反应动力学模型。结果表明,n级反应模型与实验值的差别较大;而采用自催化模型得到的曲线与实验得到的DSC曲线吻合较好,所确立的模型在5～15 K/min的升温速率下能较好地描述MBOZ的固化反应过程,并为其树脂基复合材料工艺优化条件提供了理论依据。     

非等温DSC法研究非异氰酸酯聚氨酯的固化反应动力学

利用非等温差示扫描量热法(DSC)研究了不同升温速率下非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)的固化反应过程,通过模拟n级反应动力学模型,采用Kissinger方程、Crane方程以及特征温度-升温速率外推法计算出该固化体系的动力学参数以及最佳固化温度。研究结果表明,该体系的凝胶温度为100℃,固化温度为176℃,后固化温度为234℃,固化时间为17min。     

等温与非等温DSC法研究环氧树脂的固化动力学

采用等温和非等温DSC法对双酚A环氧树脂(DGEBA)/4,4′-二氨基二苯砜(DDS)体系的固化过程进行了研究。通过非等温DSC曲线确定其固化工艺温度,并通过Kissinger方程和Crane方程的线性拟合得到非等温DSC条件下的动力学参数,由动力学参数得到的固化度与时间的理论关系曲线表明其固化机理非n级机理而是自催化机理。等温DSC实验测试曲线证明了DGEBA/DDS的固化过程确实符合自催化机理的特征。两种方法测试结果表明不同测试条件对环氧树脂的固化反应影响不同。     

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%。     

2-甲基咪唑/环氧树脂体系的固化动力学研究

利用等温DSC法对E-51环氧树脂/2-甲基咪唑(2-MI)体系的固化动力学进行了研究,拟合得到n级固化模型、自催化模型及Kamal复合模型方程中的各个参数值,以确定固化模型。研究表明:E-51/2-MI体系的固化过程分为2个阶段,即诱发阶段和加成反应,其固化反应兼具n级固化与自催化的特征,符合Kamal复合模型。     

有机脲固化环氧树脂行为研究

采用非等温差示扫描量热法研究了有机脲/环氧树脂体系的固化反应的动力学。用Kissinger动力学模型计算得到该体系固化反应的表观活化能为58.1 kJ/mol,指前因子为5.83×106 min-1。通过Crane模型得出固化反应级数n为0.884,表明有机脲/环氧树脂体系的固化反应属于复杂反应。根据特征温度-升温速率外推法,得到前固化温度为110℃,固化温度为130℃,后固化温度为150℃。在实际应用中,为确定有机脲/环氧树脂体系的固化工艺提供参考。     

环氧树脂潜伏性体系固化反应的DSC研究

用差式扫描量热仪对ＢＰＥＡ－２／环氧树脂潜伏性固化体系的固化反应进行了分析。了固化剂的用量,固化温度,固化时间及升温速度时固化反应的热效应和固化度的影响。结果表明：ＢＰＥＡ－２潜伏性固化 用量以ｍ（环氧）：ｍ（固化剂）＝１００：９－１０）为宜。     

双酚A型环氧树脂/芳香胺固化体系的固化动力学研究

分别以4,4‘-二氨基二苯甲烷（DDM）和4,4‘-二氨基二苯砜（DDS）为固化剂,采用非等温差示扫描量热法（DSC）研究了E-44和E-51两种双酚A型环氧树脂的固化反应动力学。收集与分析了在25～350℃范围内分别以5、10、15、20℃/min的升温速率进行固化的反应参数,然后采用Starink法计算得到不同环氧固化体系的表观活化能。同时,借助各固化体系的动态流变性能,分析了双酚A型环氧树脂/芳香胺固化体系的固化反应机理,并选用双参数自催化模型计算了各固化体系的反应速率方程。研究结果表明：当环氧固化体系的固化剂不同时,采用DDM作为固化剂的环氧固化体系（E-44/DDM、E-51/DDM）,其表观活化能均低于添加DDS固化剂的环氧体系;选用同种固化剂（DDM或DDS）时,E-51树脂体系的表观活化能均低于E-44树脂固化体系。反应速率方程结果显示,该双参数自催化模型与实际试验结果的吻合性良好,可用于描述双酚A型环氧树脂/芳香胺固化体系的固化历程。