漆酚醛胺/环氧树脂体系固化动力学研究

采用固化动力学的方法研究漆酚醛胺/环氧树脂体系的固化行为,通过漆酚、二乙烯三胺、甲醛采用曼尼希反应制备漆酚醛胺还氧固化剂,使用非等温差示扫描量热分析(DSC)测定漆酚醛胺/环氧树脂体系固化过程的热量变化,使用n阶反应模型和自催化模型对实验数据进行拟合处理。结果表明,自催化反应模型能够较好的描述漆酚醛胺/环氧树脂体系的固化过程,确定了漆酚醛胺/环氧树脂体系自催化反应方程,为漆酚醛胺/环氧树脂体系固化工艺参数的优化提供理论指导。     

MOCA/环氧树脂等温固化行为研究

用差示扫描量热法对亚甲基双邻氯苯胺(MOCA)/环氧树脂体系的等温固化反应进行了研究。用Kamal自催化模型分析MOCA/环氧树脂体系的等温固化动力学,结果表明,该固化过程具有自催化反应的特征,固化过程符合Kamal自催化模型。采用非模型拟合法中的非线性Vyazov kin(NLV)法计算该体系的活化能。     

四针状氧化锌晶须对环氧树脂等温固化动力学的影响

用Kamal自催化模型分析了具有三维结构的四脚针状氧化锌晶须(T-Zn Ow)对E51环氧树脂等温固化动力学的影响。结果表明,该固化过程不是单纯的n级反应,而具有自催化反应特征,固化过程符合Kamal自催化模型。根据该模型对固化体系进行分析后可知,动力学常数k1、k2随T-Zn Ow的含量提高而增大,说明T-Zn Ow具有很好的促进环氧树脂固化的能力。在低含量时,三维的T-Zn Ow对环氧树脂固化过程的影响实际上为晶须结构中一维针状体的作用。但是,在T-Zn Ow含量为5wt%时,体系的固化反应活化能有了较大幅度反弹。这表明高含量情况下,四针状的T-Zn Ow间可能会搭接并形成连续网络结构,从而限制了环氧树脂分子的运动。值得指出的是,T-Zn Ow对环氧树脂固化过程后期的催化作用依旧较为明显。     

NH-POSS基耐高温环氧树脂的制备及动力学分析

环氧树脂耐高温基体在航空航天、特种涂料、电气及半导体电子等高新技术领域得到了广泛的应用。环氧树脂的性能在很大程度上受环氧树脂固化剂的影响,对比了三种不同胺固化剂对环氧树脂固化的影响,结果显示实验室自制的NH-POSS固化剂优于脂肪族和芳香族类胺固化剂,NH-POSS固化剂可以提高整个固化体系的耐高温性能,使其玻璃化转变温度高达234℃,是一种耐高温树脂。采用n级反应理论的动力学模型,并对热力学数据进行分析,拟合出了NH-POSS环氧树脂体系的固化工艺条件,为NH-POSS固化环氧树脂的加工工艺提供了理论依据。     

环氧树脂固化动力学的研究及应用

等温和非等温DSC是研究环氧树脂固化动力学的有效方法,本文综述了采用DSC法研究环氧树脂固化动力学方法(模型拟合法和非模型法)的研究进展,介绍了环氧树脂动力学研究在不同环氧树脂体系中的应用,并展望了动力学研究的发展方向.     

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.     

环氧树脂胶粘剂的固化模型、工艺设计以及试验验证

采用非等温DSC法对环氧树脂胶粘剂的固化动力学进行了研究,利用Kissinger模型计算得到体系固化反应的表观活化能为91.2 kJ·mol~(-1),通过Crane模型计算出固化反应级数为0.93。基于动力学参数,构建出体系固化度与温度、时间关系的固化模型。利用"T-β"及"t-β"外推法分析,获得了体系固化反应温度及固化时间,并试验验证了固化工艺参数的有效性。该研究成果可为环氧树脂胶粘剂的固化工艺及应用提供理论指导和参考。     

基于变活化能模型的T800/环氧树脂预浸料固化反应动力学研究

为了深入了解某新型高温固化T800/环氧树脂预浸料的固化行为,借助差示扫描量热仪(DSC),采用非等温DSC法研究了T800/环氧树脂预浸料的固化反应过程。基于唯象模型,系统研究了该预浸料的固化反应特征温度及固化动力学参数,确定该预浸料中环氧树脂的固化反应动力学模型为自催化模型。采用等转化率法,分析了预浸料中环氧树脂的反应活化能随固化度的变化情况,结果表明在整个固化反应过程中,树脂固化反应活化能变化较大,传统模型法基于全固化过程活化能不变的假设无法准确描述该固化反应。采用变活化能自催化模型,利用粒子群全局优化算法,得到了T800/环氧树脂预浸料的固化动力学方程,结果表明该模型能较好地描述实验现象,可为进一步研究该预浸料的热力学性能及其成型过程中的质量控制提供理论基础。     

一种可免低温存储的中温固化树脂固化动力学分析

环氧树脂体系(JH2160)为可免低温存储的一种低成本高性能环氧树脂体系。针对JH2160环氧树脂体系的常温储存进行6个月前后固化分析，可知储存半年后的树脂固化反应程度为13.3%,说明此环氧树脂体系常温贮存性好。利用非等温DSC方法对环氧树脂体系(JH2160)进行固化行为研究，使用T-β外推法确定环氧树脂体系(JH2160)的特征固化温度，用Kissinger法和Ozawa法计算体系的活化能分别为78.16kJ/mol和81.03kJ/mol,二者的平均结果得出体系的活化能为79.59kJ/mol;通过Crane法计算出环氧树脂体系(JH2160)反应级数为0.95,确定了JH2160环氧树脂体系的动力学模型。     

有机脲固化环氧树脂行为研究

采用非等温差示扫描量热法研究了有机脲/环氧树脂体系的固化反应的动力学。用Kissinger动力学模型计算得到该体系固化反应的表观活化能为58.1 kJ/mol,指前因子为5.83×106 min-1。通过Crane模型得出固化反应级数n为0.884,表明有机脲/环氧树脂体系的固化反应属于复杂反应。根据特征温度-升温速率外推法,得到前固化温度为110℃,固化温度为130℃,后固化温度为150℃。在实际应用中,为确定有机脲/环氧树脂体系的固化工艺提供参考。     

可降解生物基含酯键环氧树脂的固化动力学研究

采用非等温差示扫描量热(DSC)法研究了可降解生物基含酯键环氧树脂固化动力学,分别建立了n级反应动力学模型、自催化模型以及结合n级反应和自催化模型的分段模型,并将模型预测值与实验数据进行了对比分析。结果表明,n级反应模型与实验曲线的偏差较大,自催化模型与实验曲线变化趋势基本一致,但仍然存在一定偏差,而结合两者的分段模型与实验曲线吻合较好,表明分段模型能更准确地描述该环氧树脂体系的固化反应过程,为其树脂基复合材料固化成型工艺条件优化提供理论指导。     

纳米二氧化钛对环氧树脂固化反应的影响

采用非等温DSC研究了纳米二氧化钛改性环氧树脂体系(EP)的固化动力学,采用Flynn-Wall-Ozawa和Vyazovkin非线性等转化率方法(NLV)法分析了固化活化能与转化率的关系,利用Kissinger和Crane方程研究了固化动力学参数,根据不同升温速率下DSC固化反应曲线确定了固化工艺参数。结果表明,纳米二氧化钛促进了环氧树脂的固化,降低了固化反应的活化能,但没有改变环氧树脂的固化机理。     

E51/DDS/CTBN/POSS-NH2环氧树脂体系固化行为研究

采用非等温差示扫描量热法对环氧树脂的固化行为进行研究.配制E51/DDS/CTBN和E51/DDS/CTBN/POSS-NH2环氧树脂体系,通过对其不同升温速率的DSC曲线进行分析得到固化特征温度.通过Kissinger和Ozawa方程计算体系的活化能,得到相关动力学参数.将动力学参数代入n级动力学反应模型,建立反应动...     

玻璃纤维对环氧基体预浸料固化特征的影响研究

采用动态差示扫描量热法(DSC)研究了玻璃纤维/环氧树脂预浸料体系的固化过程,考察了玻璃纤维对环氧树脂固化动力学的影响;利用Kissinger法和Crane公式计算了体系的反应活化能、指前因子、反应级数等固化动力学参数。结果表明,玻璃纤维使环氧树脂体系的理论凝胶化温度、固化温度和后处理温度升高;同时,增大了固化反应活化能,而固化反应的反应级数基本不变。说明玻璃纤维使环氧树脂体系固化反应变难,但不改变其固化反应机理。     

改性芳香胺固化环氧树脂的研究

本文研究了改性芳香胺固化剂固化环氧树脂动力学。分析确定了该体系的最佳固化工艺,使用两种模型法对固化过程进行了拟合。研究表明,该固化体系适用于中低温固化条件,n级模型法不适用该体系,而自催化模型中使用简化双参数SB模型能够较好的拟合固化过程。     

双酚A型环氧树脂/芳香胺固化体系的固化动力学研究

分别以4,4‘-二氨基二苯甲烷（DDM）和4,4‘-二氨基二苯砜（DDS）为固化剂，采用非等温差示扫描量热法（DSC）研究了E-44和E-51两种双酚A型环氧树脂的固化反应动力学。收集与分析了在25～350℃范围内分别以5、10、15、20℃/min的升温速率进行固化的反应参数，然后采用Starink法计算得到不同环氧固化体系的表观活化能。同时，借助各固化体系的动态流变性能，分析了双酚A型环氧树脂/芳香胺固化体系的固化反应机理，并选用双参数自催化模型计算了各固化体系的反应速率方程。研究结果表明：当环氧固化体系的固化剂不同时，采用DDM作为固化剂的环氧固化体系（E-44/DDM、E-51/DDM），其表观活化能均低于添加DDS固化剂的环氧体系；选用同种固化剂（DDM或DDS）时，E-51树脂体系的表观活化能均低于E-44树脂固化体系。反应速率方程结果显示，该双参数自催化模型与实际试验结果的吻合性良好，可用于描述双酚A型环氧树脂/芳香胺固化体系的固化历程。     

超支化聚酯增韧环氧体系固化动力学

用示差扫描量热仪(DSC)对端羟基超支化聚酯增韧环氧树脂体系的固化反应动力学过程进行分析.动态DSC研究表明,在超支化聚酯增韧环氧体系中,H30的使用导致固化反应峰值减小,反应热降低;随着H30的使用量的增大,羟基对环氧/胺反应的催化效果越明显.利用Malek模型计算0 phr和15 phr两个配比的整个固化过程的反应活化能.比较发现,使用H30的体系固化反应表现活化能在整个固化过程中变化较小,比较平缓,放热比较均匀,有利于降低体系的热应力.等温DSC研究表明,未添加H30和添加H30的体系的固化反应均符合自催化模型,添加15 phr H30的体系初期有较好的反应活性,反应级数由2.06增大到2.42,固化反应速率常数提高.     

壳聚糖季铵盐/水性环氧树脂体系的制备及性能研究

将壳聚糖季铵盐(QCS)水溶液与水性环氧树脂(WEP)共混,得到均一的QCS/水性环氧树脂体系。采用静置实验考察了QCS对水性环氧树脂体系稳定性的影响。以聚醚胺(PEA)固化WEP-QCS,通过示差扫描量热仪(DSC)分析了WEP-QCS-PEA体系的固化反应动力学,研究了QCS对水性环氧树脂固化反应的影响,确定了最优固化工艺为80℃/4 h+120℃/2 h。采用冲击实验分析了最优条件下固化样品的力学性能。结果表明,QCS/水性环氧树脂体系具有较好的稳定性,QCS的加入使体系反应活化能降低,当QCS质量分数为3%时,WEP-QCS-PEA体系的冲击强度为77.1 kJ/m²,较纯环氧树脂体系WEP-PEA固化物的冲击强度58.4 kJ/m²提高了32%。     

DMP-30对环氧/马来酸酐固化行为的影响

通过非等温DSC法研究了促进剂2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(DMP–30)对环氧树脂E-51/马来酸酐(MA)体系的反应热行为以及反应动力学的影响,分别利用Kissinger和Ozawa动力学模型计算得到各体系固化反应的表观活化能,利用Crane模型计算得到相应的固化反应级数,通过DSC分析,得出最佳的固化工艺,并对2%(wt)促进剂用量下的固化体系的固化特性进行了预测。结果表明,DMP-30的加入降低了DMP-30/E-51/MA体系的表观活化能和反应温度,同时所有固化体系的反应级数为一级反应,并没有改变环氧树脂的固化机理;通过对DSC数据分析,得到最佳的固化工艺为90℃2 h→120℃2 h→130℃1 h;利用所得的固化动力学方程预测DMP-30含量为2%(wt)体系的固化特性,为通过升高温度和延长时间达到较高的固化度提供了理论依据。     

酸酐固化环氧树脂潜伏性促进体系的研究

本文应用DSC、TBA和旋转粘度计等手段对一种乙酰丙酮过渡金属络合物对酸酐固化环氧树脂体系的潜伏性促进作用和固化反应动力学进行了研究。结果表明,这种乙酰丙酮金属络合物可做为酸酐固化环氧树脂体系的潜伏性促进剂.其体系的固化反应速率随金属络合物浓度的增加而加快.在160℃～180℃体系具有非常短的凝胶化时间。在室温下,其体系的贮存使用期可达二个月以上。整个固化反应过程遵循一级动力学.对含有此促进剂和叔胺促进剂的酸酐固化环氧树脂体系固化产物进行了电、力学和耐热性能的研究和对比。