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。      

填料对环氧树脂固化动力学及触变性能的影响

通过差示扫描量热法(等温DSC和非等温DSC)研究了白水泥、膨润土、粉煤灰等无机填料对环氧树脂-聚酰胺体系固化动力学的影响;利用流变仪对体系的触变性能进行了测试。研究发现,环氧树脂-聚酰胺体系的固化反应级数在2～3左右,该反应具有自催化反应的特征,在90～100℃温度条件下,固化反应全段可用Kamal模型描述;而在反应温度较低时(50～80℃),固化前期可以用Kamal模型描述,后期反应由化学控制向扩散控制转变,只能用扩散控制的反应机理模型描述。在100份环氧树脂中加入5份稀释剂和50份无机填料,当填料为白水泥、粉煤灰以及粒径325目的膨润土时,在80℃条件下固化反应全段仍然可以用Kamal模型描述。当填料为粒径400目的膨润土时,体系的触变性显著增强,固化反应初始可以用Kamal模型描述,后期转为扩散控制,所以体系的流动性变差是导致固化反应动力学由化学控制转为扩散控制的主要因素。     

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。     

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。     

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-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。     

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.     

羧甲基纤维素钠对环氧树脂固化行为及性能的影响

用热分析法研究羧甲基纤维素钠(CMC)对环氧树脂E44/二氨基二苯基甲烷(DDM)体系固化行为和性能的影响。差示扫描量热法(DSC)非等温固化反应动力学研究表明,CMC的加入对固化反应有促进作用。Starink方程计算了E44/DDM体系活化能为51.14 kJ/mol,CMC加入后活化能为40.52 kJ/mol-51.01 kJ/mol。用n级非等温动力学分析,获得了固化反应的动力学参数。热重分析(TGA)表明,CMC的加入有利于提高环氧树脂固化物的热稳定性。动态力学性能(DMTA)分析表明,CMC和环氧树脂体系相容性很好,且CMC的加入增大了环氧树脂固化物的储能模量,而对玻璃化转变温度影响较小。     

表面活性剂对环氧树脂固化反应及性能的影响

用热分析手段研究了非离子型表面活性剂Triton X-100对4,4′-二氨基二苯甲烷环氧树脂(TGDDM)/4,4′-二氨基二苯基砜(DDS)环氧树脂固化行为和性能的影响。DSC非等温固化反应动力学研究表明,1%(质量分数,下同)的表面活性剂对固化反应有促进作用,但10%的表面活性剂抑制了固化反应。DSC的等温固化反应中,表面活性剂抑制固化反应的进行。TGA研究表明,表面活性剂的加入对环氧树脂热稳定性影响很小。DMTA研究结果说明,表面活性剂在环氧树脂中起到了增塑剂的作用,并且和环氧树脂是互容的,表面活性剂的加入使得环氧树脂的储存模量减小,玻璃化温度逐渐降低。     

表面活性剂对环氧树脂固化反应及性能的影响EI

用热分析手段研究了非离子型表面活性剂Triton X-100对4,4′-二氨基二苯甲烷环氧树脂(TGDDM)/4,4′-二氨基二苯基砜(DDS)环氧树脂固化行为和性能的影响。DSC非等温固化反应动力学研究表明,1%(质量分数,下同)的表面活性剂对固化反应有促进作用,但10%的表面活性剂抑制了固化反应。DSC的等温固化反应中,表面活性剂抑制固化反应的进行。TGA研究表明,表面活性剂的加入对环氧树脂热稳定性影响很小。DMTA研究结果说明,表面活性剂在环氧树脂中起到了增塑剂的作用,并且和环氧树脂是互容的,表面活性剂的加入使得环氧树脂的储存模量减小,玻璃化温度逐渐降低。     

Effect of nanoclay and carboxyl-terminated (butadiene-co-acrylonitrile) (CTBN) rubber on the reaction induced phase separation and cure kinetics of an epoxy/cyclic anhydride system

The effects of nano clay, carboxyl-terminated (butadiene-co-acrylonitrile) (CTBN) liquid rubber and the combination of both on the cure kinetics of diglycidyl ether of bisphenol-A (DGEBA)-based epoxy resin/nadic methyl anhydride were studied. Cure kinetics studies were carried out by performing dynamic and isothermal differential scanning calorimetric (DSC) experiments. The dynamic DSC experiments were carried out at four different heating rates. Dynamic kinetic modeling was performed using Kissinger and Ozawa approaches. Since these methods are based exclusively on the maximum rate of cure, which occurs approximately at the beginning of the cure reaction, the activation energy calculated using these methods is valid only for the initial stage of the cure. The clay (3 phr) filled epoxy system has an activation energy 24 % lower than the unfilled system. The role of the surfactant chemistry on the initial stage of the cure reaction was also studied. A plausible reaction mechanism which involves the effect of the nanoclay surfactant as an accelerator of the cure reaction was proposed. The phase separated CTBN rubber hindered the cure reaction and has 3 % higher activation energy for epoxy/CTBN system than the unfilled system. In the ternary epoxy/3 phr clay/15 phr CTBN system, the accelerating effect of clay on cure was highlighted. The cure activation observed in the presence of clay overshadows the hindrance created by the phase separated CTBN. Isothermal DSC scans were carried out at five different temperatures. The experimental datas showed an autocatalytic behavior of the reaction, and the isothermal modeling was carried out by Kamal autocatalytic model. The results showed a very good agreement within the whole conversion range for the unfilled and all the filled systems. The evolution of the morphology and phase separation was also studied using optical and scanning electron microscope. Faster cure reaction resulted in smaller phase-separated CTBN particles in epoxy/clay/CTBN ternary system as compared with those observed in epoxy/CTBN binary blend.     

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。     

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。      

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。      

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。     

多官能团环氧树脂体系的固化反应

采用非等温差示扫描量热（DSC）对多官能团环氧树脂体系固化反应进行了研究,确定了环氧树脂所用固化剂为甲基纳迪克酸酐（MNA）。对AG-70/MNA/2-乙基-4-甲基咪唑（EMI-2,4）环氧树脂体系在不同升温速率下的固化反应进行测试,根据DSC曲线,用温度-升温速率外推法,求出环氧树脂体系的三个特征温度,温度参数能为...     

计算机辅助DSC研究四官能环氧树脂固化反应动力学

本文应用等温DSC研究了四官能环氧AG-80/DDS体系的固化反应动力学,采用计算机处理数据,用分段抛物插值法模拟DSC曲线,用回归分析法求出了反应级数、反应速率常数和反应活化能,建立了反应程度与温度和时间的定量关系,为模拟反应过程,制定合理的固化工艺参数提供了依据。