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。     

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℃。     

热塑性木质素酚醛树脂固化动力学研究

采用差示扫描量热法对热塑性木质素酚醛树脂（LDP）在２５～２５０℃范围内,以５、１０、１５、２０℃／min升温速率进行了动态固化反应研究。研究表明,随着升温速率的提高,树脂的起始固化温度Ti、峰顶温度Tp以及终了固化温度Tf均有提高,LDF的固化过程可以通过改变固化剂用量来优化固化行为,当固化剂用量达到１２％（质量分数,下同）时其固化曲线与普通酚醛树脂固化曲线接近,且犜狆大幅降低（与普通酚醛树脂比较）。固化反应热随升温速率和固化剂用量的改变变化不明显。采用Ozawa方程对DSC数据进行动力学研究,得到LDF固化反应活化能为８５．６４KJ/mol     

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.     

不同邻对位比值的酚醛树脂固化行为研究

通过DSC研究了不同邻对位比值（O／P值）的酚醛树脂与六亚甲基四胺的固化反应行为。DSC测试表明，DSC固化曲线的峰顶温度随着升温速率的增加而升高，在同一升温速率下，酚醛树脂固化曲线的初始温度（Ton）及峰顶温度Tp均随着其O／P值的增加而降低。进一步分别利用（Dzawa和Kissinger方法求解了不同O／P值酚醛树脂的固化反应活化能，发现酚醛树脂的固化活化能随其O／P值的增加而降低，表明随着树脂O／P值的增加，其固化进程变得更加容易，固化速率更快，与之对应，树脂的最佳固化温度区间随O／P值的增加而向低温方向移动。     

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。     

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。     

DSC法研究MUF共缩聚树脂的固化行为

借助DSC分析技术,探讨了三聚氰胺-尿素-甲醛(MUF)共缩聚树脂在不同条件下的固化行为。运用Kissinger方法进行了动力学分析,得到了其固化反应的动力学参数和活化能。结果表明,随着升温速率的增加,MUF固化反应的最高固化温度会向高温方向移动,其固化表观活化能为50.30kJ/mol,用外推法得到了其最高固化温度为97℃。而且,固化剂的加入大大降低了树脂固化表观活化能。     

氢化双酚A环氧/甲基六氢苯酐体系固化动力学

运用Kissinger和Ozawa法采用非等温DSC对氢化双酚A型环氧树脂/甲基六氢苯酐体系的固化反动力学进行了研究,得到其固化反应活化能分别为41.28 kJ/mol和44.80 kJ/mol,起始固化温度T i,峰顶固化温度T p和终了固化温度T f分别为44.55℃,63.4℃和108.14℃。结果表明:2种方法计算得到活化能大小一致。随着升温速率的提高,T i,T p和T f都有提高。     

高固含量聚醚醚酮改性酚醛树脂固化动力学研究

采用溶液聚合法合成了高固含量(>80%)聚醚醚酮(PEEK)改性酚醛树脂(PF),用非等温DSC(差示扫描量热)法和T-β(温度-升温速率)外推法对其固化反应动力学过程进行了研究,并根据Kissinger方程、Ozawa方程和Crane方程等计算出该固化反应的动力学参数。结果表明:改性树脂的凝胶化温度为136.68℃,固化温度为167.16℃,后处理温度为197.39℃;其固化体系的表观活化能为100.02 kJ/mol,频率因子为1.84×106 s-1,反应级数为0.94(近似于1级反应)。     

TLCP含量对TLCP/PF复合体系固化反应动力学的影响

采用非等温DSC方法研究了不同升温速率下热致性液晶聚酯酰亚胺(TLCP)/酚醛树脂(PF)复合体系的固化行为,利用3种现象学模型(Ozawa及Kissinger简单模型、Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)等转化模型)分析对比了TLCP/PF复合体系及纯PF体系的固化反应动力学,研究了不同含量的TLCP对TLCP/PF复合体系固化反应动力学的影响。结果表明:采用Ozawa和Kissinger 2种方法计算得到的TLCP/PF复合体系的固化反应活化能(Ea)结果一致;TLCP的加入一定程度上影响了PF的固化反应,改变了PF的Ea;当TLCP的质量分数为3%时,Ea最小。     

含氮杂环二胺固化双酚F环氧胶粘剂的研究

以1,2-二氢-2-(4-氨基苯基)-4-[4-(4-氨基苯氧基)-苯基]-二氮杂萘-1-酮(DHPZ-DA)为固化剂,采用示差扫描量热法(DSC),TGA,红外光谱及剪切强度测试研究了双酚F环氧树脂/DHPZ-DA粘接体系固化行为及耐热性。由Kissinger和Ozawa方法计算得到固化体系的表观活化能分别为80.1 kJ/mol和84.3kJ/mol。由Crane方程求得的表观反应级数为0.93。该胶粘剂体系Tg>200℃,当双酚F环氧树脂与DHPZ-DA固化剂的物质的量比为10∶4时,其室温剪切强度与150℃老化24 h后的剪切强度均大于12 MPa,表现出良好的耐热性。     

nano-SiO_2/BCE/BMI复合材料的固化动力学的研究

采用非等温差示扫描量热法（DSC）研究了nano-SiO2填充BCE/BMI（nano-SiO2/BCE/BMI）体系的固化动力学,用Kissinger、Crane和Ozawa法确定固化动力学参数。结果表明,nano-SiO2/BCE/BMI体系的固化反应表观活化能和频率因子为293.69 kJ.mol-1和4.5×1033 s-1;反应级数为0.97;nano-SiO2/BCE/BMI体系的固化工艺参数：凝胶温度为117.28℃、固化温度为184.78℃及后处理温度为234.84℃。     

聚酰亚胺改性环氧树脂/酸酐体系固化动力学研究

采用非等温差示扫描量热(DSC)法研究了聚酰亚胺(PI)改性环氧树脂(EP)/酸酐体系的固化反应动力学及其固化工艺。通过Kissinger法、Ozawa法和Crane法计算出该体系的动力学参数。结果表明:该固化体系具有较高的活性,其固化工艺条件为"80℃/2 h→120℃/2 h",后处理工艺为150℃/2 h;采用Kissinger法和Ozawa法计算出该体系的平均表观活化能为8.24 kJ/mol;结合Crane方程计算出该体系的反应级数为0.95,近似一级反应。     

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%。     

环氧树脂固化动力学的非等温DSC研究

用非等温DSC对环氧树脂在动态升温过程中的固化动力学进行了研究,采用Kissinger方程对固化动力学模型参数中固化反应活化能、反应级数和指前因子进行了计算,并用Ozawa法对固化反应活化能进行了验证,计算结果表明,EP/DDS固化反应符合n阶固化动力学模型,结合不同升温速率下的特征温度,对环氧树脂的固化条件进行了优化。     

二氧化硅粉体改性E—Si／CE固化动力学的研究

采用非等温差示扫描量热法（DSC）研究了纳米二氧化硅（SiO2）和微米SiO2的混合粉体改性环氧基硅烷（E—Si）／氰酸酯（CE）树脂体系固化动力学;用Kissinger、Crane和Ozawa法确定固化动力学参数。结果表明,Kissinger式求得的表观活化能为66．09kJ／mol;Ozawa法求得的表观活化能为7001kJ／mol;根据Crane理论计算该体系的固化反应级数为0.89。计算了不同升温速率所对应的不同温度的频率因子和反应速率常数;求得了改性体系的固化工艺参数：凝胶温度130．74℃、固化温度160．96℃和后处理温度199.16℃,确定了体系的最佳固化工艺。与E—Si／CE体系对比表明,SiO2的加入可以降低E—Si／CE体系的活化能,使其固化能在较低温度下进行。     

Activation energy and curing behavior of resol‐ and novolac‐type phenolic resins by differential scanning calorimetry and thermogravimetric analysis

The thermal behavior, thermal degradation kinetics, and pyrolysis of resol and novolac phenolic resins with different curing conditions, as a function of the formaldehyde/phenol (F/P) molar ratio (1.3, 1.9, and 2.5 for the resol resins and 0.5, 0.7, and 0.9 for the novolac resins) were investigated. The activation energy of the thermal reaction was studied with differential scanning calorimetry at five different heating rates (2, 5, 10, 20, and 40°C/min) between 50 and 300°C. The activation energy of the thermal decomposition was investigated with thermogravimetric analysis at five different heating rates (2, 5, 10, 20, and 40°C/min) from 30 to 800°C. The low molar ratio resins exhibited a higher activation energy than the high molar ratio resins in the curing process. This meant that less heat was needed to cure the high molar ratio resins. Therefore, the higher the molar ratio was, the lower the activation energy was of the reaction. As the thermal decomposition of the resol resins proceeded, the activation energy sharply decreased at first and then remained almost constant. The activation energy of the thermal decomposition for novolac resins with F/P = 0.5 or F/P = 0.7 was almost identical in all regions, whereas that for novolac resins with F/P = 0.9 gradually decreased as the reaction proceeded. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 89: 2589–2596, 2003     

杂环聚芳醚砜酮环氧与DDE的固化动力学研究

用示差扫描量热仪(DSC)对杂环聚芳醚砜酮环氧(E-PPESK)/二氨基二苯醚(DDE)固化体系的固化反应过程进行了分析,并用Kissinger和Ozawa方法分别求得体系固化反应的表观活化能76.95 kJ /mol和80.58 kJ /mol,结合Crane公式求出了该固化体系的反应级数为0.93.确定了DDE作为固化剂的固化反应条件.