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。     

硼改性酚醛树脂固化反应动力学的研究

采用非等温DSC技术分析了不同升温速率下硼改性酚醛树脂的固化行为,运用Kissinger和Ozawa方法对其固化反应动力学进行了研究,得到了固化反应活化能.结果表明,硼可以加速酚醛树脂的固化反应,使酚醛树脂的固化峰温度向低温方向移动,降低了酚醛树脂固化反应的活化能,使固化反应易于进行.     

刺五加药渣碱法木质素酚醛树脂固化动力学研究

以刺五加药渣为原料,通过碱法得到刺五加药渣碱法木质素并进行羟甲基化改性,与酚醛树脂按比例混合常温搅拌,得到木质素酚醛树脂。采用差示扫描量热法对木质素酚醛树脂固化动力学进行研究,其固化反应的表观活化能为134.6,反应级数为0.95,固化反应的To、Tp和Tf值分别为99.5℃、121.5℃和141.5℃。木质素酚醛树脂固化后,红外谱图l210～l240cm-1,l020~l032cm-1处的吸收峰强度均降低,说明木质素酚醛树脂固化反应主要有两个途径:羟基之间的缩合反应;芳环上活泼氢与羟基之间缩合反应。     

新型酚醛树脂固化过程的表征研究

主要利用DSC、TG及IR技术研究了新型S157酚醛树脂体系的固化反应及其动力学、树脂体系中改性剂含量对固化反应的影响及固化过程中树脂体系结构变化规律，为确定新型S157酚醛树脂体系的固化工艺提供依据。新型S157酚醛树脂体系的固化反应表观活化能约为82kJ/mol，固化反应级数为0.91；有机硅改性剂的加入及其含量对树脂基体固化反应表现活化能、固化反应级数和热分解温度基本无影响，但失重率有所降低；在树脂基体等温固化过程中，活性羟甲基指数逐渐降低，树脂在高温固化过程中由于受到氧化而产生羰基吸收。     

二恶唑啉改性酚醛树脂固化动力学研究

采用非等温差示扫描量热(DSC)法探讨了固化剂为六次甲基四胺的酚醛树脂(PF2828)和二恶唑啉(1,3–PBO)固化酚醛树脂(PF)(1,3–PBO 与 PF 质量比为40∶60)在不同量α,α–二溴对二甲苯(质量份数分别为0.5份,1.5份)作用下的固化行为,运用 Kissinger 法和 Ozawa 方法对其固化动力学进行研究,得到了固化反应活化能。结果表明,二恶唑啉和催化剂α,α–二溴对二甲苯的使用,可以加速 PF 的固化反应,降低了 PF 固化反应的活化能;当催化剂用量为1.5份时,最易于改性 PF 固化反应的进行。     

耐热酚醛树脂固化机理研究

采用相同配比的酚类和醛类物质合成了两种酚醛树脂——普通酚醛树脂和耐热改性酚醛树脂。利用差示扫描量热仪(DSC)将两种树脂在不同升温速率下进行固化,并用Ozawa方程对这两种酚醛树脂固化过程的活化能进行了计算。结果表明:普通酚醛树脂的峰值固化温度为197.45℃,固化反应的活化能为41.4 k J/mol;耐热改性酚醛树脂的峰值固化温度为237.23℃,固化反应的活化能为50.0 k J/mol。     

酚醛树脂固化动力学研究

采用DSC方法探讨了酚醛物质的量比(F/P)为1.3、1.5、1.8的酚醛树脂的固化反应过程。在50~300℃温度范围内以不同升温速率(5、10、15、20℃/min)进行动态固化行为分析。运用Kissinger和Ozawa法进行了动力学研究,得到其固化反应活化能。结果表明:两种方法计算得到活化能的大小顺序是一致的。高物质的量比酚醛树脂在固化过程中具有的活化能比低物质的量比酚醛树脂的要低,这就意味着高物质的量比酚醛树脂固化时需要较少热量。因此,酚醛树脂的F/P物质的量比越高,固化反应的活化能就越低。随升温速率提高,该种树脂的起始固化温度Ti,峰顶固化温度Tp,终了固化温度Tf都有提高,同时固化时间tc缩短。     

基于高比例尿素改性PF树脂的固化特性及动力学研究

为探讨高比例尿素改性PF(酚醛树脂)的固化特性,采用差示扫描量热分析(DSC)方法,对不同升温速率条件下树脂的固化过程、特征放热峰温度等进行了检测分析;通过Kissinger和Ozawa方法,计算了固化反应表观活化能,建立了固化反应动力学模型。研究结果表明:高比例尿素改性PF树脂的固化反应活化能较低,反应易于进行,固化温度为131.3℃,较普通PF树脂降低了近20℃。     

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。     

液化竹基酚醛树脂/竹粉复合体系固化动力学研究

采用非等温差热分析(DTA)研究了竹粉(PB)对液化竹基酚醛树脂(PBF)固化行为及固化动力学的影响,求出固化反应的表观活化能、反应级数及频率因子等参数,进而建立了复合体系的固化反应动力学模型。实验结果表明:加入竹粉后,体系的固化峰顶温度、表观活化能、反应级数和频率因子分别降低至110.5℃、57.27kJ.mol-1、1.0079、1.99×105 s-1(纯PBF树脂的上述指标分别为122.5℃、63.46 kJ.mol-1,1.0173和8.04×105 s-1),竹粉的加入加速了PBF的固化反应过程。     

淀粉基生物质胶粘剂的固化与性能研究

将淀粉在硫酸作用下水解的产物用于替代甲醛与苯酚进行缩聚反应生成淀粉基酚醛树脂,然后以六次甲基四胺为固化剂进行交联固化。研究了淀粉基酚醛树脂的凝胶时间、固化反应表观活化能、冲击强度、热失重性能与断面形貌,并与甲醛基酚醛树脂性能进行比较。结果表明,淀粉基酚醛树脂的固化反应表观活化能为19.8kJ/mol,冲击强度为741J/m2,600℃质量残留率为40%,具有良好的耐热性能,游离甲醛质量分数仅为0.4%,大大低于常规酚醛树脂的甲醛含量。     

酚醛树脂固化动力学研究及其耐热性能评价

利用差示扫描量热(DSC)法分析了甲醛、苯酚物质的量之比为1.9:1、1.7:1、1.5:1、1.3:1时酚醛树脂(PF)的固化性能,采用Kissinger法计算了4批PF固化反应的表观活化能。用热失重分析(TG)法对4批PF的耐热性能进行了考察。试验结果表明,甲醛、苯酚物质的量之比为1.7:1时,PF的固化反应活化能最低,即固化时需要较少的热量,易固化,其耐热性能最好。     

常温呈固体的热固性酚醛树脂的合成及表征

以苯酚、37%甲醛水溶液为原料,25%氨水为催化剂,合成了常温呈固态的热固性酚醛树脂。通过软化点,凝胶化时间,羟甲基含量及酚醛树脂固化度测试研究了醛酚比(F/P)、反应温度及反应时间对合成树脂的结构及性能的影响。结果表明:F/P=2.0,反应温度65℃、反应时间4.0 h时合成的树脂固化速度最快,羟甲基含量最高。     

氯化铵对酚醛甲阶树脂固化速率和游离甲醛含量的影响

针对酚醛树脂的固化问题,以MPF甲阶树脂为对象,酸性盐氯化铵为酸度调节剂,研究加入氯化铵后体系固化时间和游离甲醛的变化情况,并探讨了氯化铵添加量对它们的影响。结果显示,氯化铵完全可以作为酚醛甲阶树脂的固化剂；加入少量氯化铵时,固化速度就明显加快；氯化铵的加入量在0．6%～1．2%,固化时间和游离甲醛含量的减少都很明显；当氯化铵的添加量继续增加,游离甲醛含量继续减少,但对固化时同的影响很小。通过对游离甲醛的分析,确定甲醛随氯化铵添加量的变化率为0．4～0．6。     

Influence of the synthesis conditions on the curing behavior of phenol–urea–formaldehyde resol resins

The curing behavior of synthesized phenol–urea–formaldehyde (PUF) resol resins with various formaldehyde/urea/phenol ratios was studied with differential scanning calorimetry (DSC) and dynamic mechanical analysis (DMA). The results indicated that the synthesis parameters, including the urea content, formaldehyde/phenol ratio, and pH value, had a combined effect on the curing behavior. The pH value played an important role in affecting the shape of the DSC curing curves, the activation energy, and the reaction rate constant. Depending on the pH value, one or two peaks could appear in the DSC curve. The activation energy was lower when pH was below 11. The reaction rate constant increased with an increase in the pH value at both low and high temperatures. The urea content and formaldehyde/phenol ratio had no significant influence on the activation energy and rate constant. DMA showed that both the gel point and tan δ peak temperature (T_tanδ) had the lowest values in the mid‐pH range for the PUF resins. A different trend was observed for the phenol–formaldehyde resin without the urea component. Instead, the gel point and T_tanδ decreased monotonically with an increase in the pH value. For the PUF resins, a high urea content or a low formaldehyde/phenol ratio resulted in a high gel point. The effect of the urea content on T_tanδ was bigger than that on the gel point because of the reversible reaction associated with the urea component. Too much formaldehyde could lead to more reversible reactions and a higher T_tanδ value. The effects of the synthesis conditions on the rigidity of the cured network were complex for the PUF resins. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 95: 1368–1375, 2005     

环氧树脂／液晶固化剂固化反应动力学研究

通过差热分析（DSC）研究了非等温过程环氧树脂／液晶固化剂体系的固化反应动力学,研究了不同配比对固化反应的影响,固化反应转化率与固化温度的关系,计算了固化反应的活化能,确定了环氧树脂／液晶固化剂的固化工艺条件,用偏光显微镜观察了环氧树脂／液晶固化剂／4,4－二氨基二苯砜（DDS）体系在不同温度下固化时的形态。结果表明：液晶固化剂的加入量越大,固化反应速度越快;环氧树脂／液晶固化剂体系固化反应的活化能力为71.5kJ/mol,偏光显微镜观察表明：随着固化起始温度的增加,固化体系的形态由原来的具有各向异性的丝状结构变化为各向同性,液晶丝状条纹消失。     

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.     

竹材液化物酚醛树脂胶固化及固化动力学研究

采用非等温差示热量扫描DSC曲线方法探讨了竹材液化物酚醛树脂胶不同物质的量之比时的固化反应过程。在25～300℃温度范围内,运用Kissinger方程对不同的升温速率下竹材液化物酚醛树脂胶的DSC曲线进行了固化动力学研究。结果表明:随着甲醛配比的提高(苯酚与甲醛物质的量之比分别为1:1.3、1:1.6、1:1.8),竹材液化物酚醛胶的固化过程表观活化能逐渐减小,分别为64.60、58.36、57.12 kJ/mol;3种配比的竹材液化物酚醛胶的固化反应模型分别为:da/dt=1.30×10⁵e^-64600/RT(1-a)^0.9054,da/dt=1.37×10⁵e^-58360/RT(1-a)^0.8971和da/dt=1.44×10⁵e^-57120/RT(1-a)^0.8959;随着甲醛配比的提高,利用外推法得出的静态(β=0 K/min)的特征固化温度T_i、T_p和T_f均逐渐降低,结果与竹材液化物酚醛胶固化反应的表观活化能的大小顺序一致。     

AlCl3络合物对酚醛树脂固化反应的影响

以苯酚和甲醛为原料合成热固性酚醛树脂,并添加聚乙烯醇缩丁醛（PVB）对酚醛树脂增韧,研究了固化促进剂AlCl3络合物对增韧后酚醛树脂的固化行为和热力学性能的影响。结果表明,加入聚乙烯醇缩丁醛后剪切强度呈现先增后降的趋势,添加20%聚乙烯醇缩丁醛后剪切强度达到最大,增韧后酚醛树脂加入2%固化促进剂后固化时间明显缩短且固化程度略有提高,并用DSC、TG、IR对其固化反应及固化物进行分析表征。