Ag—80／SED体系的固化反应机理和动力学研究

采用FTIR、DSC和TBA方法研究了4,4′-二胺基二苯甲烷四缩水甘油环氧树脂(Ag-80)/新型固化剂砜醚二胺(SED)的固化反应机理和动力学。结果表明,温度低于200℃,以伯胺基-环氧基、羟基-环氧基之间的缩合反应为主,相应的表观活化能为58.3kJ/mol;温度高于200℃,以仲胺基-环氧基之间的缩合反应为主,相应的表观活化能为99.3kJ/mol。     

DDS含量对TGDDM—DDS体系固化反应机理的影响

报导了采用差示扫描量热仪(DSC)跟综4,4’-二氨基二苯甲烷四缩水甘油基环氧树脂(TGDDM)与4,4’-二氨基二苯砜(DDS)固化反应的研究结果。观察到随着DDS含量的变化固化反应的放热峰峰温、峰形和放热量有规律的变化。动力学分析结果表明随着DDS含量的增加,固化反应从叔胺催化下的羟基与环氧基的缩合反应机理转变为伯胺和仲胺基与环氧基的缩合反应。     

环氧树脂/环氧化木质素-聚酰胺共混体系的固化反应

以玉米秸秆木质素为原料,通过环氧化反应制备了环氧化木质素,并将其用于环氧树脂-聚酰胺体系的共混改性。采用不同升温速率条件下的差示扫描量热分析和树脂固化分析研究了共混树脂体系的固化反应动力学和固化反应过程。结果表明,采用自催化反应模型描述环氧树脂/环氧化木质素-聚酰胺共混体系的固化动力学更为合适,共混体系固化的平均活化能(E_a)为62.76 kJ/mol,指前因子(A)为8.288×10⁷,反应级数m,n分别为0.6824和0.8014。对共混树脂体系采用75℃/2 h和140℃/1 h的双温度段控制加热固化,可以得到98%的固化度。在环氧树脂/环氧化木质素-聚酰胺的共混体系中,环氧化木质素除可以催化环氧树脂与聚酰胺固化剂的化学反应外,还可以参与到环氧树脂的交联固化反应中。     

原位与离位FTIR法研究环氧树脂固化动力学

采用原位及离位傅里叶变换红外光谱(FTIR)法研究了固化剂为4,4′-二氨基二苯砜(DDS)的环氧树脂(E51)体系的固化动力学。结果表明,固化反应开始时,环氧基转化率在较短时间内达到较高水平;随时间的延长,环氧基转化率逐渐变慢。根据动力学方程求得反应级数为1.999,得出该反应是二级反应。比较原位法与离位法固化曲线得出,原位法在时间轴上是准确的,离位法在温度轴上是准确的。依据求得的反应活化能和反应常数确立了该固化体系的固化时间、温度及环氧基转化率的关系方程,得出该体系的最佳固化条件为170℃、7h。     

α-羟基,ω-环氧基聚己内酯/环氧树脂复合体系的制备和耐热性能

利用ε-己内酯的酶促开环聚合,合成了α-羟基,ω-环氧基聚己内酯低聚物(ETPCL);利用—OH与—NCO的亲核加成反应,通过聚氨酯途径合成了环氧基封端的聚己内酯接枝环氧树脂共聚物(PCL-g-GY250);将PCL-g-GY250与分子量较高的环氧树脂GT7071进行共混,通过胺类固化剂与环氧基团的固化反应制备了不同PCL-g-GY250含量的环氧树脂复合体系(PCL-g-GY250/GT7071);利用热失重分析(TGA)及在甲苯中的溶胀实验分别对复合体系的耐热性能和交联密度进行了表征。结果表明:随PCL-g-GY250含量的增加,体系的交联网络密度逐渐下降;PCL-g-GY250的引入,使得复合体系的耐温性能得到改善:当PCL-g-GY250与GT7071的质量比为4∶1时,固化体系的5%热失重温度(T5d%)可由纯环氧固化体系的145.0℃提高到216.3℃;尤其是纯PCL-g-GY250固化体系的T5d%更是达到293.9℃,相比纯环氧树脂固化体系提高了148.9℃。     

聚氨酯改性TDE-85/E-51环氧树脂的固化反应

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的改性,制备了高性能聚氨酯改性环氧树脂(PU/EP)。通过差示扫描量热法(DSC),确定了PU/EP体系的最佳固化条件,并探讨了PU/EP体系的固化反应动力学特征。研究结果表明,PU/EP体系的最佳固化条件为:25℃12h+150℃2h。PU/EP体系的固化反应活化能为69.18kJ/mol,反应级数为0.901。     

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。     

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。     

环氧树脂/聚酰胺体系固化工艺分析

利用差热分析仪对环氧树脂E51/聚酰胺650体系的固化反应过程进行测试。分析了固化剂添加量、改性剂种类及粉煤灰微珠对体系固化反应的影响。结果表明,固化促进剂和粉煤灰微珠会降低反应起始温度,促进反应进行;固化剂添加量和稀释剂等对固化温度影响较小。根据实验结果确定预固化温度为80℃,制备固化试样并进行DTA测试,由测试结果确定后固化温度为120℃。结合预固化温度和后固化温度制备不同的固化试样测试其红外谱线,并利用内标法计算环氧基面积表征固化度,最终确定最优固化制度为预固化温度80℃(120 min),后固化温度120℃(30 min)。     

溴化环氧/酚类固化剂固化体系的研究

由线型酚醛树脂/溴化环氧(A80)制备的板材不仅具有高的耐热性,而且在耐高温变色性、介电性能方面也有明显的改善,从而满足环氧覆铜板高性能化的要求,是一类具有广阔应用前景的环氧树脂固化剂.采用动态DSC方法研究了促进剂种类、促进剂用量对A80/Novolac、A80/线型双酚A酚醛(BPAN)和A80/线型双酚F酚醛(BPFN)体系固化反应的影响规律,并确定了固化工艺条件.结果表明BPFN、BPAN和Novolac作为溴化环氧A80的固化剂,在不加促进剂时,固化反应温度较高(超过200℃),而且反应速率很慢;促进剂2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)、六次甲基四胺(HMTA)和2-甲基咪唑(2-MZ)对三种线型酚醛/A80环氧体系的固化均有促进作用,随温度升高凝胶时间对数线性下降,随促进剂用量增大凝胶时间对数-温度曲线向低温方向平移;以2-MZ(0.1phr)作为促进剂,三种线型酚醛固化A80体系的固化反应放热峰的峰顶温度均为155 ℃左右,其中A80/BPFN体系的固化温度范围较宽,约55℃.     

MOCA/环氧树脂体系的固化行为

采用FT-IR、DSC等方法研究了亚甲基双邻氯苯胺(MOCA)/环氧树脂体系的固化行为,并对其固化动力学行为进行了研究。结果表明,体系固化行为与固化温度、固化时间及固化剂的用量有密切关系。其中固化剂的用量以MOCA质量分数在26%~33%为宜。当MOCA含量在28.6%时,最佳固化条件为:由最佳起始固化温度165℃左右缓慢升温到208℃左右恒温固化,最后在258℃左右恒温一段时间使树脂充分固化。其固化反应方程为:-dα/dt=k(1-α)1.15。     

石英纤维/聚酰亚胺复合材料的制备与性能

采用DSC、TG、FTIR和流变仪对KH-370聚酰亚胺树脂的化学反应特性和流变性能进行了表征。以QWB200石英纤维为增强体,采用热压成型工艺制备了QWB200/KH-370复合材料。研究了加压温度、压力大小、固化温度等不同工艺参数对QWB200/KH-370复合材料力学性能的影响,在此基础上确定了复合材料的成型工艺制度。考察了QWB200/KH-370复合材料400℃高温下的力学强度及宽频范围内的介电性能。结果表明,制备QWB200/KH-370复合材料的最佳工艺参数为:加压温度290~310℃,压力范围3.0~4.0 MPa,固化温度380℃。所得QWB200/KH-370复合材料具有良好的力学性能,400℃下力学强度保持率高于58%,表现出良好的耐热性能;而且在1~18 GHz的宽频范围内具有稳定的介电常数和介电损耗。      

氰酸酯/环氧树脂CE-40体系的固化反应

采用差示扫描量热(DSC)方法计算得到氰酸酯/环氧树脂CE-40体系反应动力学常数,分析了温度和浓度对反应速率的影响,同时结合红外光谱对各温度段发生的反应进行了推断。研究表明,CE-40体系有两个反应温度区——低温区(150℃-180℃)和高温区(200℃-250℃)。低温区是环氧与氰酸酯直接反应,产物为三聚氰酸酯和口恶唑啉,反应速率对浓度敏感,随反应物浓度下降而降低;高温区是低温区的生成物与环氧的进一步反应,主要产物为口恶唑烷酮和异氰酸脲,反应温度决定了反应速率。     

SiO_2/SiCN核壳陶瓷微球的制备及表征

采用乳液技术和先驱体转化法相结合,利用改性后SiO_2颗粒表面的双键引发聚硅氮烷(PSN)原位聚合,得到SiO_2/PSN核壳结构微球,经高温裂解过程成功制备SiO_2/SiCN核壳陶瓷微球。研究SiO_2与PSN原料的质量比、固化时间和热解温度对核壳微球形成过程和形貌的影响,并采用SEM,EDS,TEM,FT-IR,XRD对微球的微观形貌、化学成分及物相进行表征。结果表明:SiO_2与PSN质量比为1∶4时,200℃固化4h得到表面颗粒分布均一、包覆完全的SiO_2/PSN核壳微球;经800~1200℃热处理后,得到能保持原来形貌的非晶态SiO_2/SiCN核壳陶瓷微球;1400℃热解产物发生结晶,生成了SiO_2,SiC和Si_3N_4晶相。     

Study on Novel Polyester/Epoxy Powder Coatings for Energy Conservation

Thermosetting polyester/epoxy powder coatings have the advantages of solvent-free and pollution-free,however traditional thermosetting polyester/epoxy powder coatings cured at temperature between 180℃ to 200℃.It not only increased energy consumption but also negatively affected substrate sensitive to heat.Therefore,in this paper,a novel polyester/epoxy powder coatings were prepared by unsaturated polyester (UP) with groups cured at low temperatures synthesized by ourselves,and the effects of the synthesis of UP,the coating formulations and the curing system on the properties of the novel powder coatings were discussed.Meanwhile we tried to reduce the curing temperature and improve the storage stability of the coatings based on the excellent performances of the film to achieve energy conservation.     

紫外光固化导电胶的制备及固化动力学机制

为研究紫外光固化导电胶的性能及固化机制,以银包铜粉、环氧丙烯酸树脂为原料制备固化胶,采用刮涂法将浆料涂覆到载玻片上,置于紫外光下固化获得导电涂层。对试样的微观结构、力学和电学性能进行表征,对固化体系的热行为及固化反应动力学机理进行了研究,并利用Kissinger和Grane模型计算固化反应的活化能和反应级数。研究结果表明:光辐射下导电胶层可快速固化;当填料含量为70wt%时,浆料达最低电阻率1.122mΩ·cm;填料含量75wt%时剪切值最大为57.4MPa;活性稀释剂含量为35wt%时,浆料具有最佳的固化速度和网联结构;固化反应过程中表观活化能为15.17kJ/mol,固化工艺为172.3℃→302.05℃→369.35℃,为一级固化反应;浆料在200℃以下具有较好的抗氧化性能。     

端氨基树枝状大分子PAMAM/环氧树脂体系固化物的性能

以端氨基树枝状大分子PAMAM作为环氧树脂固化剂, 通过拉伸试验、 冲击试验、 DSC、 TGA研究了配比和固化温度对PAMAM与环氧树脂E-44的固化物性能的影响。 结果表明, 最佳固化温度为140℃, 但随着固化温度升高, 配比的影响表现出不同的规律: 80℃固化时, 最佳配比为0.47, 此时拉伸强度和冲击强度最佳, 玻璃化转变温度最高, 交联密度最大; 而在80℃以上固化时, 最佳配比逐渐向低配比方向移动, 140℃固化时, 最佳配比为0.28, 此时拉伸强度和冲击强度最佳, 玻璃化转变温度最高, 交联密度最大。固化物的密度和体积收缩率都是配比为0.47时最大, 而热稳定性都是配比为0.28时最佳。利用滴定法测定了固化物的固化度, 结果表明, 随着固化温度的升高, 低配比体系的固化度迅速提高并接近化学计量点配比体系的固化度。      

PA和PSPA与1,3-二缩水甘油-5,5-二甲基海因的反应动力学及体系的热性能与力学性能

分别使用邻苯二甲酸酐(PA)和聚葵二酸酐(PSPA)与1,3-二缩水甘油-5,5-二甲基海因(DGDH)进行固化反应。固化反应动力学和热稳定性分别使用DSC和TGA进行表征。考察了使用PSPA改性的DGDH/PA体系的力学性能、热变形温度和冲击断面形貌。动力学结果表明,DGDH/PSPA的反应活化能为75.94 kJ/mol,DGDH/PA的反应活化能仅为56.25 kJ/mol。DGDH/PA体系的热稳定性劣于DGDH/PSPA体系,在DGDH/PA体系中加入质量分数为34%的PSPA时,体系的冲击强度从2.16 kJ/m2提高到6.45 kJ/m2,但相应的热变形温度从132.2℃降低到51.8℃。与DGDH/PA体系断裂形成的光滑断面相比,使用PSPA改性的体系具有不规则的裂纹增长轨迹,从而提高了冲击韧性。     

海因环氧树脂/HHPA体系的制备与性能

合成了海因环氧树脂,采用红外光谱和核磁共振进行了表征,以六氢苯酐(HHPA)为固化剂,制备了海因环氧树脂/HHPA体系,研究了海因环氧树脂/HHPA体系的固化反应性及其固化物的性能。结果表明:树脂体系在升温速率为10℃/min的条件下,在90～210℃有一放热峰,峰值温度为152.5℃;100℃下的凝胶时间大于42min,在140℃下为8min;树脂浇铸体的氧指数为23,抗弯强度为122MPa,弯曲模量为2.7GPa,冲击强度为14.9kJ/m2。     

基于复合材料湿法模压工艺的快速固化树脂体系研究

以适用于湿法模压工艺的快速固化环氧树脂体系为研究目标,研究了以改性胺类为主体的环氧固化体系特性。采用差示扫描量热仪(DSC)测试树脂体系的热性能,凝胶化时间测试仪确定树脂体系的固化时间,万能材料试验机表征树脂体系的力学性能,最后确定了快速固化树脂体系最佳的配比参数和浇注体性能。测试结果表明,在20%的固化剂用量和120℃的固化温度下,凝胶化时间达到48s,可以在5min左右完成固化,固化度达98%,拉伸强度达到63MPa,相比常规树脂体系和国内产品均有明显提升。