用于CIRTM工艺的环氧树脂酚醛树脂的固化工艺研究

采用动态差示扫描量热(DSC)法,研究了用于CIRTM工艺的E-44/GA327(DDM改性芳胺)环氧体系和苯并噁嗪酚醛树脂的固化过程,以及升温速率对固化体系DSC曲线的影响,并采用最佳固化温度外推法确定了两种树脂的最佳共固化制度。结果表明,苯并噁嗪固化反应表观活化能Ea为70.35kJ/mol,表观指前因子A为1.27×107s-1,反应级数n为0.897;E-44/GA327体系固化反应表观活化能Ea为44.04kJ/mol,表观指前因子A为1.78×104s-1,反应级数n为0.884。两种树脂的最佳共固化制度为140℃/240min+180℃/240min,按所确定的共注射树脂的固化工艺制备了浇铸体,苯并噁嗪和E-44/GA327的固化度分别达到了96.7%和98.3%,固化物力学性能良好,验证了固化工艺的合理性。     

尼龙66及其复合材料的热分解动力学

使用热重分析仪测定尼龙66(PA66)和两种不同玻纤增强尼龙66复合材料(GF/PA)的热分解曲线,用Kissinger法和Crane法研究了PA66和GF/PA的热分解动力学。结果表明:PA66、GF/PA-1和GF/PA-2的热分解反应级数分别为0.949、0.912和0.921,表明均为一阶热分解过程;热分解活化能分别为218.65 kJ/mol、121.81 kJ/mol和132.23 kJ/mol,表明玻纤的加入显著降低了PA66的热分解活化能。在加热速率相同的条件下两种GF/PA达到最大热分解速率的温度都比PA66的低,表明玻纤虽然改善了PA66的性能,但是加快了PA66的热分解过程,说明存在着“灯芯效应”。     

分子筛4A填充海藻酸钠的热分解研究

用热重法研究了分子筛4A填充海藻酸钠在空气中的热分解过程,升温速率分别为5,10,15,20和30K/min,从室温升温到1250 K,并利用TGA曲线分析了复合材料的热降解特点。结果表明,热分解反应最剧烈的温度区间介于450～650 K之间;热分解动力学分析表明,该热分解过程为一级反应。通过模型计算确定了热降解反应的动力学参数,以最大失重速率法求得活化能为187.47 kJ/mol,频率因子lnA为38.87 s-1;采用Ozawa等失重法求得活化能为154.50 kJ/mol,频率因子lnA为34.69 s-1。     

有机锡化合物催化氰酸酯树脂固化反应的研究--(Ⅰ)反应动力学

用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和高效液相色谱(HPLC)法表征了有机锡化合物((H9C4)2Sn(NCO-R-OCN)2)对氰酸酯树脂固化反应的催化作用,并测定了其固化反应动力学。结果表明,在固化反应的凝胶阶段,催化固化反应动力学分别对氰酸酯单体浓度和催化剂浓度表现为一级反应。对于Arocy L-10型氰酸酯,表现活化能Ea-66．1kJ／mol,频率因子InA=11．9;对于双酚A型氰酸酯(BADCy),表现活化能Ea=69．0kJ／mol,频率因子InA=12．6。     

酚醛树脂热分解非等温动力学机理函数推测

通过热重分析法研究了S-157酚醛树脂的热分解反应。结果表明,S-157树脂耐热性较普通酚醛树脂好,起始分解温度约为615.7 K。Kissinger法、Ozawa法计算得到该树脂热分解活化能分别为210.6 kJ/mol和208.2 kJ/mol,反应频率因子约为2.81×1013。S-157树脂热分解可分为3个阶段,当转化率(αT)小于40%时,活化能(E)随着αT增大而逐渐变小;当αT在40%~55%之间时,E随着αT增大而相对快速增大;当αT大于55%以后,E随着αT增大而缓慢增大。通过Coats-Redfern非等温积分法推断出S-157树脂热分解反应初期的反应机理为扩散反应,末期时为化学反应,期间为过渡阶段。     

核壳橡胶纳米粒子改性环氧树脂/酸酐体系固化动力学及其性能研究

采用非等温差示扫描量热法(DSC)对一种核壳橡胶纳米粒子改性环氧树脂/酸酐体系固化反应动力学进行了研究。依据该树脂体系在不同升温速率下的DSC曲线,通过Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa法和Crane法等方法得出了该树脂体系的固化动力学参数。并对该树脂体系固化物的力学性能和耐热性能进行了研究。结果表明:该树脂体系的表观活化能为79.18kJ/mol、频率因子为1.2741×10~9s~(-1)、反应级数为0.9331;树脂体系的凝胶化温度为115.4℃、固化温度为139.4℃、后处理温度为156.05℃,其最佳固化工艺制度为"90℃/2h→115℃/2h→140℃/3h→160℃/5h";其固化物具有良好的力学性能和优良的耐热性能。     

固化剂种类对PBX粘结剂固化反应动力学的影响

采用非等温DSC方法,研究了TDI和IPDI做固化剂时,塑料粘结炸药(PBX)粘结剂固化行为的差异,获得了不同固化剂胶液体系的固化反应动力学方程。结果表明,以TDI做固化剂的粘结剂体系的活化能是55.87kJ/mol,反应级数是0.88,指前因子是4.70×104s-1,以IPDI做固化剂的粘结剂体系的活化能是62.29kJ/mol,反应级数是0.92,指前因子是1.23×105s-1,同一温度,同一固化度时,以TDI做固化剂体系的固化速率大于以IPDI做固化剂体系的固化速率。     

风机叶片用环氧树脂的固化动力学研究

通过动态DSC(差示扫描量热法)研究了佳发JH-239、惠利LT-5078A等两种风机叶片用环氧树脂的固化动力学特征温度,并采用Kissinger、Crane法确定它们的固化动力学参数.结果表明:佳发树脂体系的表现活化能为40.60 kJ/mol,惠利树脂体系的表现活化能为45.91kJ/mol,而二者的反应级数分别为...     

非等温DSC研究超支化聚醚/PEG/IPDI体系的固化反应动力学

采用非等温差示扫描量热法(DSC)研究了超支化聚醚对聚乙二醇/异佛尔酮二异氰酸酯体系(PEG/IPDI)固化反应动力学的影响。结果表明,PEG/IPDI体系的固化反应表观活化能约为53.278 kJ/mol,反应级数为0.914,指前因子为1.500×105min-1;加入6%的超支化聚醚后,体系的固化峰温升高,表观活化能、反应级数和指前因子分别提高至87.577 kJ/mol、0.960、1.201×1010min-1,机理函数仍遵循Avrami-Erofeev方程G(α)=[-ln(1-α)]n,只是方程中的指数n有所变化。超支化聚醚对PEG/IPDI体系的固化反应有一定的延缓作用,但不改变固化机理。浅析了超支化聚醚影响PEG/IPDI体系固化的原因。     

多面体低聚倍半硅氧烷/氰酸酯杂化树脂固化动力学与固化工艺研究

采用非等温差示扫描量热法测试了不同升温速率下氰酸酯及氰酸酯/多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)复合材料的固化过程,分析了不同升温速率下,POSS对树脂体系固化行为的影响.运用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法对杂化树脂固化反应活化能进行了计算.结果表明,POSS对氰酸酯树脂固化具有催化作用,能显著降低树脂固化温度,含10%POSS的杂化体系固化温度可降至212℃;两种不同模型计算的活化能分别为83.30kJ/mol和85.68kJ/mol,与纯氰酸酯相比,杂化树脂的固化活化能和反应级数均有所增大.     

可膨胀石墨/环氧树脂体系的固化动力学

采用非等温差示扫描量热(DSC)法分别对环氧树脂(EP)及可膨胀石墨/环氧树脂(EG/EP)体系的固化过程进行了研究。利用Kissinger和Crane法计算得到两种体系固化反应的表观活化能Ea、指前因子A、固化反应级数n等动力学参数,建立了固化反应动力学方程,并用T-β外推法确定了固化工艺温度。结果表明,EG的加入,降低了EP体系固化反应的完全程度,对固化反应时间的影响不大,体系的Ea由63.15 kJ/mol升高到65.89 kJ/mol,A由2.02×107提升到4.5×107,两种体系的反应级数基本一致,同时,EG的加入对体系固化工艺温度影响不大。     

3233树脂性能研究

通过DSC法确定了3233中温环氧树脂的固化反应表观活化能和反应级数.结果表明,树脂固化反应活化能为85.05kJ/mol,反应级数为0.971.在DSC分析、粘度-温度曲线和凝胶时间-温度曲线的基础上确定了固化工艺,最佳固化工艺参数为125℃固化90min.     

非等温DSC法研究高温固化胶膜的固化动力学

采用非等温DSC法对高温固化胶膜(METLBOND 1515-4)的固化反应热行为以及固化动力学进行了研究,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,分别为90.2kJ/mol、92.7kJ/mol。通过Crane模型计算出固化反应级数,得出了适于该树脂体系固化反应过程的动力学方程。结果表明,体系中只有一种反应,该胶膜的反应级数为0.95。此外,基于得到的动力学参数,结合体系固化反应特点,预测了其固化时间,从而确定了胶膜固化工艺。本文为该环氧胶膜的固化、性能测试和应用提供了理论依据。     

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。     

差示扫描量热法研究环氧树脂的固化反应动力学行为

本文采用非等温DSC法对环氧树脂的固化动力学进行了研究。分别通过Kissinger方法和Ozawa方法得到了树脂固化反应的活化能,均值为53.65 kJ/mol,用Ozawa公式计算得到了反应级数为0.886。     

用快速筛选仪研究发射药的热分解

文章采用了一种新的热分析仪器——快速筛选仪(RSD),来研究两种发射药改铵铜推进剂和单基8/1推进剂的热分解过程,分析所得数据得到相应的热分解特性参数以及热动力学参数,发现改铵铜的起始分解温度在150~168℃左右,而8/1在175~185℃左右。8/1单基药活化能E=238.30 kJ/mol,指前因子A=3.7×1017s-1;改铵铜推进剂活化能E=216.67 kJ/mol,指前因子A=2.1×1017s-1。     

高岭石热分解反应动力学计算方法对比

采用综合热分析仪研究了高岭石及掺入Pr_6O_(11)高岭石的热分解过程。依据热重曲线和微商热重数据,运用线性法和非线性法分别计算出热分解反应的活化能,比较了不同方法的精确性,使用Malek法确定了反应机理函数,进一步求出频率因子。结果表明:非线性法比线性法的计算结果更精确,三种非线性法的计算精度一致;各线性法精确度的高低顺序为胡荣祖法唐万军法Starink法MKN法KAS法Ozawa法;基于非线性法计算得出高岭石热分解反应活化能为173.735kJ·mol~(-1),频率因子为1.942 5×10~(11)s~(-1),掺入Pr_6O_(11)的高岭石热分解反应的活化能为161.538kJ·mol~(-1),频率因子为2.584 9×10~(10)s-1,两者均符合化学反应模型;对比热分解反应速率系数发现,Pr_6O_(11)的掺入提高了高岭石热分解后期(结构内部羟基脱除阶段)的反应速率,有助于高岭石热分解反应的进行。     

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。      

聚苯基三苯乙炔基硅烷树脂的非等温热分解过程研究

借助TG-DTG技术研究了聚苯基三苯乙炔基硅烷树脂(PPTPES)在氮气气氛中不同升温速率下的热分解行为,利用模型拟合法和非模型拟合法求出了聚苯基三苯乙炔基硅烷树脂热分解反应动力学三因子及分解机理函数。计算结果表明,7种分析方法得到的PPTPES的平均热分解活化能为E=252.76kJ/mol,指前因子lgA=13.93,反应级数n=3,机理函数微分式为1f(α)=(1-a)[-ln(1-a)]-23积分式为g(α)=[-ln(1-α)]3反应遵循随机成核和随后生长机理。     

肼单体对聚氨酯-聚丙烯酸酯乳胶膜固化动力学及降解动力学的影响

采用原位乳液聚合法制备水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液(PUA),以甲基丙烯酸乙酰氧基(AAEM)为酮单体,己二酰肼、碳酸二酰肼、草酸二酰肼、丁二酸二酰肼为肼单体对其进行交联改性,得到不同酮肼交联型的PUA乳液。通过非等温差示扫描量热法(DSC)和热重分析法(TGA)研究了不同肼单体对聚氨酯-丙烯酸酯胶膜的固化动力学及降解动力学的影响,采用T~β外推法确定了固化工艺温度,根据Kissinger-Ozawa和Crane方程计算出不同PUA乳胶膜的固化反应表观活化能,反应级数和频率因子,并采用Kissinger法对乳胶膜的热降解动力学进行了分析。结果表明4种肼单体所制的PUA乳胶膜中,选取草酸二酰肼所制的乳胶膜的固化反应表观活化能最高,为3.153 k J/mol,反应级数为1.148,碰撞因子为57.943,而选取碳酸二酰肼制备的乳胶膜的固化反应表观活化能最低,为1.639 k J/mol,反应级数为1.317,碰撞因子为1.917;选取碳酸二酰肼制备的乳胶膜的热稳定性最佳,而选取己二酰肼制备的乳胶膜的热稳定性最差。