联苯酚醛环氧树脂固化动力学及热性能研究

以4,4'-二氨基二苯砜(DDS)为固化剂,采用非等温示差扫描量热法(DSC)研究了联苯酚醛环氧树脂(BPNE)的固化动力学。通过外推法确定了体系的固化工艺。采用Kissinger、Ozawa法计算出固化体系的表观活化能,根据Crane理论计算得到该体系的固化反应级数。采用DSC,热重分析(TGA)研究了固化物的耐热性。结果表明:BPNE的固化工艺为160℃/2h+200℃/2h+230℃/2h;固化反应的活化能约为61.86kJ/mol,指前因子为5.27×105min-1,反应级数为1.1;玻璃化转变温度(Tg)为167℃,其10%热失重温度为398.1℃,800℃残炭率为29.37%,与双酚A环氧树脂/DDS固化物相比,分别提高了22℃,11.71%。     

环氧树脂/有机蒙脱土体系非等温固化动力学研究

通过差示扫描量热法(DSC)研究了改性芳胺固化环氧树脂/有机蒙脱土(EP/OMMT)纳米复合材料的非等温固化动力学,采用Ozawa-F lynn-W all法、K issinger法和Crane公式计算了体系的反应活化能、反应级数、频率因子等固化反应参数,并估算了理论凝胶温度和理论固化温度。结果表明,有机蒙脱土的加入降低了环氧树脂体系固化反应活化能和频率因子,但对反应级数影响不大。这说明有机蒙脱土对体系的固化反应有一定的促进作用,但不改变固化反应机理。     

环氧树脂/聚酰胺/DDM体系的固化行为及力学性能

通过非等温DSC法及拉伸性能测试研究了4,4'-二氨基二苯基甲烷(DDM)用量对环氧树脂/聚酰胺651体系的固化反应的影响,计算了固化反应的表观活化能和反应级数,确定了其胶粘剂体系的固化工艺参数。结果表明,胶粘剂中DDM的质量分数达到14%(以环氧树脂质量为基准)时,固化反应放热量达到最大值。固化体系的活化能为53.654 kJ/mol,反应级数为0.895。最佳起始固化温度为40℃,峰值温度为85℃,终止温度为120℃,体系的拉伸强度提高了约50%。     

三乙烯四胺固化有机蒙脱土/环氧树脂复合体系的研究

以三乙烯四胺作为EP(环氧树脂)的常温固化剂制备EP/OMMT(有机蒙脱土)/三乙烯四胺纳米复合材料。采用X射线衍射(XRD)法,差示扫描量热(DSC)法等手段研究了不同配方对EP/OMMT/三乙烯四胺固化体系的凝胶时间、力学性能、热性能及OMMT的插层剥离行为等影响。结果表明:对EP/OMMT/三乙烯四胺复合材料而言,90~120℃固化体系的OMMT剥离与插层效果优于室温固化体系;当固化温度为120℃时,EP/OMMT/三乙烯四胺复合材料的耐湿热性能和弯曲强度均优于常温固化体系;EP/OMMT/三乙烯四胺复合材料经常温固化24 h后,其冲击强度比纯EP体系提高了7%~12%。     

聚碳酸酯改性环氧树脂的固化动力学与热性能研究

用动态DSC法研究了聚碳酸酯(PC)改性环氧树脂(EP)体系的固化行为,采用Flynn-Wall-Ozawa法分析了EP/PC体系固化活化能与转化率的关系,利用Kissinger和Crane方程研究了EP/PC体系固化动力学参数,并用TG和DSC研究了复合体系的热性能。结果表明:PC的加入没有改变EP的固化机理,反应级数基本不变,但是降低了EP固化物的热分解温度和玻璃化转变温度。     

1,2-环己烷二甲酸二缩水甘油酯/改性脂环胺的固化

采用非等温示差扫描量热法(DSC)对1,2-环己烷二甲酸二缩水甘油酯/改性脂环胺固化剂(DGCHD/1618)体系的固化动力学进行了研究,通过Kissinger和Crane方程求得了固化反应的表观活化能Ea和反应级数n,由T-β外推法求得体系的起始固化温度、恒温固化温度和后处理温度。结果表明,DGCHD/1618体系固化反应的表观活化能Ea为47.01 k J/mol,反应级数n为0.914,体系的最佳固化温度分别为40℃、79℃和185℃。     

环氧树脂/有机化蒙脱土纳米复合材料的研究

采用插层原位聚合法制备了环氧树脂/有机化蒙脱土(EP/OMMT)纳米复合材料,探讨了OMMT的剥离结构及其对EP/OMMT纳米复合材料热性能和力学性能等影响。结果表明:当w(OMMT)=7%时,EP/OMMT纳米复合材料的热变形温度提高了24～27℃,Tg(玻璃化转变温度)提高了20～30℃,并且其力学性能和耐湿热性能均优于纯EP体系。     

玻璃纤维对环氧基体预浸料固化特征的影响研究

采用动态差示扫描量热法(DSC)研究了玻璃纤维/环氧树脂预浸料体系的固化过程,考察了玻璃纤维对环氧树脂固化动力学的影响;利用Kissinger法和Crane公式计算了体系的反应活化能、指前因子、反应级数等固化动力学参数。结果表明,玻璃纤维使环氧树脂体系的理论凝胶化温度、固化温度和后处理温度升高;同时,增大了固化反应活化能,而固化反应的反应级数基本不变。说明玻璃纤维使环氧树脂体系固化反应变难,但不改变其固化反应机理。     

油酸存在下的聚氨酯(脲)固化动力学

采用差示扫描量热法(DSC)研究了油酸存在下聚氨酯(脲)固化过程反应动力学参数.利用Kissinger法求得不同油酸含量固化反应的表观活化能Ea,Crane方程计算该体系的固化反应级数n.结果表明,加入油酸后固化体系的活化能减小,油酸为聚氨酯(脲)固化反应的催化剂;油酸质量分数为0.9%时,固化反应的E.为27.91 ...     

环氧树脂／酸酐固化体系的固化动力学及耐热性研究

通过不同升温速率下的DSC研究了环氧树脂/酸酐固化体系的固化动力学.利用DSC、DMA和TGA研究了固化体系的耐热性能.通过分析确定了体系的固化工艺,采用Kissinger、Ozawa法计算出固化体系的表观活化能.其均值为62.00 kJ/mol,结合Crane公式求出反应级数为0.92.采用DSC法测得玻璃化转变温度Tg=183℃.采用DMA法测得玻璃化转变温度Tg=182℃.热失重曲线表明,固化体系的起始分解温度为350℃.     

环氧树脂改性双马来酰亚胺/氰酸酯树脂固化工艺研究

采用差示扫描量热(DSC)法和红外光谱(FT-IR)法对缩水甘油胺型环氧树脂(AG-80)与脂环族缩水甘油酯型环氧树脂(TDE-85)共同改性双马来酰亚胺(BMI)/氰酸酯树脂(CE)的固化反应历程进行了研究,并按照Kissinger和Crane法计算出该改性树脂体系固化反应的动力学参数。结果表明:改性树脂体系的固化反应表观活化能为68.11 kJ/mol,固化反应级数为0.860(接近于1级反应);环氧树脂(EP)可促进CE固化,当固化工艺条件为"150℃/3 h→180℃/2 h"时,改性树脂体系可以固化完全。     

TDE-85/DICY/取代脲中温固化体系的固化动力学

采用DSC研究了以双氰胺/取代脲为潜伏型中温固化体系的三官能团环氧树脂TDE-85的固化反应动力学,探讨了反应机理并确定了最佳的固化工艺参数。结果表明,固化温度<140℃时,受扩散效应和双氰胺在环氧树脂中溶解速率的影响,体系的等温固化行为与自催化模型存在偏差;固化温度>150℃后,体系的等温固化行为可用自催化反应模型很好地描述,其表观活化能为86.33 kJ/mol,指前因子为2.68×1010,总反应级数(m+n)为2～3。综合变温DSC和等温DSC的实验结果,可确定体系的最佳固化工艺条件为:120℃下预固化1 h后再升温至150℃保温1 h。     

Curing kinetics and properties of epoxy resin-fluorenyl diamine systems

Diglycidyl ether of bisphenol fluorene (DGEBF), 9,9-bis-(4-aminophenyl)-fluorene (BPF) and 9,9-bis-(3-methyl-4-aminophenyl)-fluorene (BMAPF) were synthesized to introduce more aromatic structures into the epoxy systems, and their chemical structures were characterized with FTIR, NMR and MS analyses. The curing kinetics of fluorenyl diamines with different epoxy resins including DGEBF, cycloaliphatic epoxy resin (TDE-85) and diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA) was investigated using non-isothermal differential scanning calorimetry (DSC), and determined by Kissinger, Ozawa and Crane methods. The thermal properties of obtained polymers were evaluated with dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) and thermogravimetric analysis (TGA). The results show that the values of activation energy (E_a) are strongly dependent on the structures of epoxy resin and curing agent. The curing reactivity of epoxy system is restrained by the introduction of rigid fluorene into chain backbone and flexible methyl into side groups. The cured DGEBF/fluorenyl diamine systems exhibit remarkably higher glass transition temperature, better thermal stability and lower moisture absorption compared to those of DGEBA/fluorenyl diamine systems, and display approximate heat resistance and much better moisture resistance relative to those of TDE-85/fluorenyl diamine systems.     

环氧树脂/环氧液晶/蒙脱土纳米复合材料研究

采用液晶环氧预聚物(PHQEP)与有机蒙脱土(OMMT)共混改性环氧树脂制备三元共混体系的环氧基复合材料。用X射线衍射法(XRD)测试了有机化蒙脱土在被插层前后片层间距的变化,通过DSC、TGA及SEM等对PHQEP/OMMT增韧改性环氧树脂固化体系的力学性能,热性能及微观相态结构进行了研究。结果表明:当PHQEP质量分数为5%,添加1.5%的有机蒙脱土可以使环氧树脂的冲击强度达到最大值23.43 kJ/m2,比纯环氧树脂提高2倍左右,玻璃化转变温度及5%热分解温度比纯环氧树脂分别高出15℃和27℃。PHQEP与OMMT的加入使纳米复合材料的力学性能和热性能得到明显提高。     

TDE-85/MENA和AG-80/MENA树脂体系的固化机理、弯曲性能及断面形貌比较

对TDE-85和AG-80环氧树脂进行非等温DSC实验,采用热分析动力学Kinssinger方程对两种树脂体系的放热机理进行分析,得出TDE-85树脂体系的活化能为E=58.9kJ/mol,指前因子A=5.02×10~6s~(-1);AG-80树脂体系的活化能为E=50.4kJ/mol,指前因子A=3.99×10~6s~(-1).根据DSC升温曲线比较了两种树脂的放热起始温度、放热峰顶温度和结束温度,并以此确定了浇注体固化制度.对两种树脂的浇铸体进行弯曲性能测试,测试得出,TDE-85树脂体系浇铸体的弯曲模量达到1580.03MPa,弯曲强度为61.08MPa;AG-80树脂体系的弯曲模量达到了1804.32MPa,弯曲强度为42.64MPa.并采用高倍数码显微镜对断面进行观察,断面形貌显示,AG-80树脂浇铸体断面十分光滑而TDE-85树脂浇铸体断面存在大量水纹状裂纹.     

乙烯基树脂后固化制度的优化研究

采用DSC法研究了乙烯基树脂体系的固化动力学参数,并通过对该体系树脂浇铸体的固化度、力学性能、玻璃化转变温度的测试确定了最佳后固化制度。结果表明,该体系固化反应的表观活化能为56.27 kJ/mol,频率因子为4.96×107/s,反应级数为0.9;最佳后固化制度为100℃/1 h,此时固化度可达94.7%,弯曲强度可达102.6 MPa,拉伸强度可达64.1 MPa,玻璃化转变温度可达107.8℃。     

Kinetics of water absorption and thermal properties of poly(lactic acid)/organomontmorillonite/poly(ethylene glycol) nanocomposites

Poly(lactic acid) (PLA)/organomontmorillonite (OMMT) nanocomposites were prepared by a melt intercalation technique. The effects of OMMT and poly(ethylene glycol) (PEG) on the thermal properties and water absorption behavior of PLA were investigated. The melting temperature and degree of crystallinity were comparable for the PLA and its nanocomposites. The glass transition temperature and crystallization temperature of PLA were decreased by the addition of PEG. X‐ray diffraction results revealed the formation of PLA nanocomposites, as the OMMT was partly intercalated and partly exfoliated. The maximum moisture absorption of PLA was increased in the presence of PEG and the diffusivity of the PLA nanocomposites decreased with increasing concentrations of PEG. However, the activation energy of the nanocomposites increased as the loading of PEG increased. These results indicated that the incorporation of OMMT and PEG enhanced the water‐barrier properties of the PLA. J. VINYL ADDIT. TECHNOL., 2011. © 2011 Society of Plastics Engineers     

碳纤维/环氧树脂复合材料加速热氧老化研究

以T700-CF/828+TDE-85复合材料为研究对象,分别在160℃、180℃和200℃下对其进行了60天的加速热氧老化,研究了老化过程中复合材料的失重率、力学性能、玻璃化转变温度以及化学结构的变化,分析了其热氧老化机理。用TG法研究了该复合材料的热解动力学,应用Flynn-Wall-Ozawa法计算热解平均活化能(E=92.98kJ/mol),并用热解动力学参数预测材料的寿命。