环氧树脂固化动力学研究进展

差示扫描量热仪(DSC)是研究环氧树脂固化动力学的有效手段,获得动力学参数的方法分为模型拟合法和非模型拟合法2类.模型拟合法的关键在于确定动力学三因子,即反应模型、指前因子和活化能;其拟合过程需要事先选择模型及模型参数,并且等温和非等温条件下拟合得到的动力学参数差别较大,无法通过非等温条件下的数据预测等温固化行为.非模型拟合法则通过计算活化能与固化度的对应关系研究固化行为,可以避免模型及模型参数选择不当造成的误差,并且等温和非等温条件下拟合得到的动力学参数基本一致,可由非等温数据预测等温固化行为.准确的动力学方程可为优化固化工艺、提高固化产物性能提供理论基础.     

828环氧树脂体系电子束固化反应机理的研究

对电子束（EB）辐射828环氧树脂的固化反应机理进行了研究，考察了不同引发剂，稀释剂对树脂体系辐射反应的影响。实验发现，阳离子型光引发剂可以引发环氧树脂的电子束辐射固化反应，传统的热固化体系并不适用于电子束固化，稀释剂的使用会降低反应体系的固化度，其中活性稀释剂的影响较小，供电子型溶剂会对环氧树脂的辐射固化反应起阻聚作用。以环氧丙烷作为单官能团环氧花合物，采用红外光谱，自由基捕捉技术与气相色谱－质谱相结合的方法，研究了电子束辐射环氧丙烷－碘Weng盐体系的辐射反应机理，推导出由碘Weng盐在电子束辐照下分解，随后产生质子酸，引发环氧丙烷阳离子开环聚合的反应过程。     

聚氨酯改性TDE-85/E-51环氧树脂的固化反应机理

以混合芳胺为固化剂,通过聚氨酯(PU)对4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯(TDE-85)与二酚基丙烷缩水甘油醚(E-51)环氧树脂的混合树脂体系(EP)的改性,制备得到了一种高性能聚氨酯改性环氧树脂(PU/EP)。通过对材料样品结构的红外光谱表征,探讨了PU/EP的固化反应机理。研究结果表明,PU预聚体与1,4-丁二醇(1,4-BDO)及三羟甲基丙烷(TMP)发生了扩链、交联反应得到PU交联聚合物网络,TDE-85/E-51环氧树脂与混合芳胺固化剂反应生成了交联环氧聚合物。EP与PU之间存在的化学接枝、交联反应,提高了EP与PU之间的相容性及共混程度。     

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。     

聚氨酯改性TDE-85/E-51环氧树脂的固化反应机理EI北大核心

以混合芳胺为固化剂,通过聚氨酯(PU)对4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯(TDE-85)与二酚基丙烷缩水甘油醚(E-51)环氧树脂的混合树脂体系(EP)的改性,制备得到了一种高性能聚氨酯改性环氧树脂(PU/EP)。通过对材料样品结构的红外光谱表征,探讨了PU/EP的固化反应机理。研究结果表明,PU预聚体与1,4-丁二醇(1,4-BDO)及三羟甲基丙烷(TMP)发生了扩链、交联反应得到PU交联聚合物网络,TDE-85/E-51环氧树脂与混合芳胺固化剂反应生成了交联环氧聚合物。EP与PU之间存在的化学接枝、交联反应,提高了EP与PU之间的相容性及共混程度。     

用DSC研究环氧树脂固化动力学

用等温DSC研究了双酚A二缩水甘油醚(E-51)与间苯二胺的固化动力学,探讨了固化机理,结果表明固化按自催化反应机理进行,体系中产生的羟基可加速反应。计算了固化反应各步的动力学参数,得到E_1=51.96kJ/mol,lnA_1=11.29,E_2=69.68kJ/mol,lnA_2=13.43。     

覆铜箔层压板专用低溴环氧树脂/双氰胺体系的固化反应动力学

采用程序升温DSC法研究了覆铜箔层压板专用的低溴环氧树脂／双氰胺体系的非等温固化反应动力学。分别用Kissinger方程和Ozawa—F1ynn—Wall方程推导了该固化体系的固化动力学方程，并计算了固化反应活化能。结果显示Kissinger方程能够较好地反映该体系非等温固化过程中放热峰顶温度的动力学参数，而Ozawa—F1ynn—Wall方程则可在较大固化度范围内计算该固化体系的动力学参数。本研究为环氧树脂／破纤布基覆铜箔层压板及多层印刷电路板的制作工艺提供了理论指导。     

双酚F环氧树脂/DDM体系固化动力学的研究

利用差示扫描量热法(DSC)和极值法对两种同分异构体比例不同的双酚F环氧树脂(BPF-EP)/DDM体系固化动力学进行了研究,求得了体系的固化动力学参数,并对同分异构体比例与固化特性之间的关系进行了初步讨论.结果表明:当2,2'-结构含量由23.8%增加到31.5%时,由Kissinger和Ozawa方法计算得到的BPF-EP/DDM固化体系的表观活化能分别由58.57 kJ·mol-1和62.53 kJ·mol-1降至46.32 kJ·mol-1和50.88 kJ·mol-1;由Crane方程求得的表观反应级数分别为0.890和0.865.     

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。     

相反转法制备水性环氧树脂及其固化动力学

以琥珀酸酐、聚乙二醇、E-51为原料合成了非离子型乳化剂,利用相反转法制备了水性环氧树脂乳液和水性环氧固化剂。用红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热(DSC)和热重分析(TGA)研究了水性环氧树脂与甲基四氢苯酐(MeTHPA)的热稳定性和固化机理。结果表明,水性环氧树脂与MeTHPA已固化完全;固化反应符合两个参数的自催化esták-Berggre(S-B)模型,固化反应的平均表观活化能为73.95 kJ/mol。MeTHPA与环氧树脂物质的量比为0.6的热稳定性最好。     

反应性聚碳酸酯/环氧树脂体系的反应活性与性能研究

采用DSC和TGA等方法研究了反应性聚碳酸酯/环氧树脂体系的固化特性，热性能和力学性能。结果表明，α-PC的加入，增加了体系的反应活性，固化体系的相容性也良好，形成一个均相网络结构。固化体系在350℃无任何分解，具有较好的耐热性，且体系的韧性也有所提高。     

反应性聚碳酸酯增韧改性环氧树脂体系固化反应动力学的研究

对环氧树脂／胺化聚碳酸酯体系的固化反应动力学进行了研究，借助Ozawa t ASTME698动力学方法，利用差示扫描量热仪对该体系的固化动力学参数，包括活化能E，指数前因子A，速率常数k和60min的半周期温度进行了分析，并对不同胺化聚碳酸酯含量时的固化行为，放热峰和动力学参数进行了探讨。     

改性环氧胶粘剂合成、固化机理的研究

用福里埃变换红外光谱可获得化学变化的有用信息.在光谱上新吸收带的产生或强度增加,旧吸收带的消失或强度减弱与改性环氧树脂的合成及固化反应有关.本文旨在以红外吸收带的频率和强度变化,解释判断反应机理.在改性环氧树脂的制备中,─NCO吸收的减小,羰基吸收的增加是环氧和聚氨酯预聚体中的基团反应的结果.1670cm-1弱吸收带的出现说明有脲基甲酸酯生成.可以观察到:在室温二天固化的环氧树脂光谱中,915cm-1吸收消失,3055cm-1吸收减弱.改性环氧树脂分别在80℃和100℃固化几小时,光谱变得复杂.在等温固化过程中1670cm-1和1640cm-1吸收的增加表明可能有氨解反应发生.     

改性环氧胶粘剂合成,固化机理的研究

用福里埃变换红外光谱可获得化学变化的有用信息。在光谱上新吸收带的产生或强度增加，旧吸收带的消失或强度弱与改性环氧树脂的合成及固化反应有关。本文旨在以红外吸收带的频率和强度变化，解释判断反应机理。在改性环氧树脂的制备中，－ＮＣＯ吸收的减小，羰基吸收的增加是环氧和聚氨酯预聚体中的基团反应的结果。１６７０ｃｍ＾－１弱吸收带的出现说明有脲基甲酸酯生成。可以观察到：在室温二天固化的环氧树脂光谱中，９１５ｃｍ     

稀土有机化合物/酸酐/环氧树脂体系固化反应和固化物性能的研究

本文应用DSC、TG和旋转粘度计等研究了一种稀土有机化合物对酸酐固化环氧树脂体系潜伏性促进作用、固化反应动力学参数及其固化物性能的影响,且与通常叔胺促进的酸酐固化环氧树脂体系进行了研究对比.结果表明,这种稀土化合物是酸酐/环氧树脂体系较为理想的潜伏性促进剂.整个固化反应过程遵循准一级动力学方程.以该稀土化合物作促进剂的酸酐/环氧树脂固化物比叔胺作促进剂的酸酐/环氧树脂固化物具有更优异的机电热性能.     

环氧交联丙烯酸树脂交联反应动力学的研究

用动态ＤＳＣ方法研究了叔胺催化的丙烯酸树脂／环氧树脂交联反应,并用３种方法对实验结果进行了动力学分析。结果表明,在不同的升温速度及催化剂浓度下,交联反应活化能均在９０ｋＪ／ｍｏｌ左右,反应级数ｎ级阿累尼乌斯频率因子ｌｎＡ也分别在１．２－１．４以及２０－２２之间。实验结果还显示了升速度及催化剂浓度的改变对活化能和阿累尼乌斯频率因子基本无影响,而反应级数却随升温度速率及催化剂浓度的增加而轻微下降。     

芳胺固化双酚S环氧树脂动态力学性质的研究

用高分子材料动态力学谱仪研究了芳香二胺固化双酚S环氧树脂（BPSER）的固化过程,讨论了固化时间,固化温度及固化剂的摩尔比等因素对固化物玻璃化温度的影响,结果表明在理论固化剂用量条件下采用变温固化过程有利于反应的控制,并可以有效提高固化产物的玻璃化温度,文中进一步研究了利用双酚S环氧树脂对双酚A环氧树脂（BPAER）／芳胺体系的改性作用,表明BPSER与BPAER／芳胺固化体系能在较宽的比例范围内很好地相容,并能显著提高固化物的玻璃化温度。     

FT-IR用于液晶环氧树脂固化动力学的研究

用FT-IR研究了液晶环氧-4,4‘-二缩水甘油醚基二苯基酰氧(PHBHQ)与4,4’-二氨基二苯甲烷(DDM)固化反应的动力学,研究表明,PHBHQ与DDM的固化反应按自催化反应机理进行,固化过程中产生的羟基可进一步加速反应,计算出分步反应的动力学参数分别为Ea1=66．51kJ／mol,InA1=6．65,Ea2=69.05kJ／mol,InA2=7.34。     

环氧树脂固化过程两种固化机理的渡越

采用傅立叶转换红外光谱法（FT－IR）对四溴双酚A环氧树脂／二氨基二苯砜（TBBKPAER／DDS）固化体系在不同温度下的固化过程进行了研究。结果表明，反应条件从低温改变到高温，固化体系固化过程的反应机理是由自催化反应机理过渡到n级反应机理的，中间有一渡越过程。