超声振动对快速固化环氧树脂体系固化动力学特性的影响

通过非等温差示扫描量热法,结合黏度测试和傅里叶红外光谱分析,研究了不同超声波振动条件下环氧树脂体系的固化特性。基于Flynn-Wall-Ozawa/FWO、Kissinger-Akahira-Sunose/KAS和Boswell积分型动力学模型,计算了不同超声波振动下环氧树脂体系的活化能。结合Malek最大概然函数法,得到了超声振动下树脂体系的固化反应动力学方程,并与实测固化度对比进行了验证。研究表明,超声振动振幅越大,树脂体系黏度降低越明显,较小的超声波振幅振动下树脂体系活化能增大,而振幅增大后活化能有明显的降低。固化物的红外光谱分析表明,随着超声振幅的增大,羟基吸收峰减弱,表明超声效应加速了胺基加成反应或者羟基醚化反应。超声振动条件下的树脂固化反应模型符合自催化模型形式,但超声振动并不能改变树脂体系的固化反应机制。以上研究结果对设计和优化碳纤维增强树脂复合材料超声振动辅助树脂传递模塑成型(RTM)工艺具有一定的指导意义。     

用FT-IR研究双氰胺固化环氧树脂的反应机理

利用FT-IR动态跟踪双氰胺(D ICY)固化环氧树脂的反应,探讨其反应机理。结果表明,环氧树脂E-51与D ICY反应时,D ICY并不是分解成单氰胺,而首先是D ICY中伯胺上的氢原子与环氧基发生开环反应,然后是腈基与羟基反应生成酰胺,并进一步与环氧基进行开环反应。     

环氧树脂及其复合材料微波固化研究进展

在介绍微波固化技术的原理及其优点的基础上,综述了环氧树脂及其复合材料的微波固化研究进展,重点讨论了微波固化对环氧树脂及其复合材料固化体系的固化速率、固化产物力学性能和热性能的影响,介绍了颗粒增强环氧树脂和纤维增强环氧树脂两种适合微波固化的复合材料系及工业应用关键技术问题,并对环氧树脂及其复合材料微波固化的应用前景进行了展望。     

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。     

玻璃纤维/环氧树脂复合材料的微波固化行为及力学性能

采用微波固化技术,对玻璃纤维/环氧树脂复合材料进行固化试验研究,运用红外测温方法、差示扫描量热仪、力学拉伸试验机和扫描电子显微镜等试验手段分析其固化行为及微观形态,对固化试样进行了力学性能测试,并与热固化试样进行了对比。研究结果表明,微波固化能显著提高固化反应速率,相比热固化缩短了78%的固化时间;微波固化复合材料具有比热固化复合材料高的玻璃化转变温度(Tg);微波固化试样的拉伸强度能达到热固化试样的85%,而面内剪切强度却要高于热固化试样约5%。扫描电镜分析表明微波固化试样树脂基体与纤维的粘接情况要稍好于热固化试样。     

微波固化环氧树脂(E44/DDM)的热性能及膨胀性能

利用微波辐照固化环氧E44／二苯甲烷二胺(DDM)体系，考察了固化温度、固化时间以及微波功率之间的关系，分析了固化过程。利用FT-IR、DSC、热膨胀仪分别表征了体系的固化度、玻璃化转变温度(Tg)、热分解温度以及热膨胀系数(α)。结果表明，与热固化过程相比，微波能显著提高E44／DDM的固化速度，缩短凝胶化时间。且微波固化物具有较高的热分解温度和较低的线膨胀系数α。     

环氧树脂及其复合材料微波固化研究

介绍了微波热效应原理,综述了近年来环氧树脂及其复合材料的微波固化研究进展,重点讨论了环氧、环氧微波固化工艺及其与加热固化的比较,热塑性树脂改性环氧,颗粒、纤维增强环氧复合材料的微波固化研究.     

3221中温固化环氧树脂体系的固化反应

采用DSC方法研究了不同固化体系对3221环氧树脂固化体系固化反应的影响,探讨了反应机理,分析了双氰胺及双氰胺 取代脲作为固化剂的反应动力学,预测了氰胺 取代脲固化体系的固化工艺参数,并加以验证。结果表明,采用双氰胺 取代脲的复合固化体系能使3221体系的表观活化能Ea比单独使用双氰胺时降低58 kJ/m o l,前者固化温度比后者降低50℃左右,并能使反应缓和。     

微波固化碳纤维/环氧树脂复合材料NOL环及其力学性能

采用微波固化技术,对碳纤维/环氧树脂复合材料NOL环进行了固化试验研究。综合运用红外光谱、微观CT扫描系统、力学拉伸试验机和扫描电子显微镜等试验方法分析材料的固化行为、微观形态及力学性能,并与传统热固化试样进行了对比。研究结果表明,微波固化方式与传统热固化方式的固化机理不同,微波固化可显著缩短固化周期;微波固化过程中未引入新的化学反应,且2种固化方式所获得的固化产物化学结构相同;CT扫描分析揭示出微波功率的大小对碳纤维复合材料孔隙率有着重要的影响;在相同固化温度条件下,微波固化复合材料NOL环的拉伸强度和层间剪切强度均低于热固化复合材料,这主要归因于微波固化复合材料具有较大的孔隙率;扫描电镜分析表明微波固化复合材料树脂和纤维的粘接情况要稍好于热固化复合材料。     

环氧树脂/填料功能梯度材料的微波固化及其水声性能研究

以环氧树脂和蛭石粉为原料,采用微波固化制备了环氧树脂/蛭石粉水声功能梯度材料,研究了微波固化对试样的玻璃化转变温度、动态力学性能的影响,并着重对功能梯度材料的水下吸声性能进行了研究。研究表明,用微波固化制备功能梯度材料是可行的,微波固化对固化试样的玻璃化转变温度、动态力学性能影响不大,但能明显提高试样在低频区域的吸声性能。     

增强纤维对环氧树脂基体电子束固化特征的影响研究

通过研究增强纤维对环氧树脂的电子束辐射固化区域增长形貌及固化度梯度变化的影响发现:未经处理的碳纤维与树脂混合体系经辐射固化后,在纤维根部存在明显空隙。碳纤维经过硝酸处理后,树脂与纤维间的界面结合明显改善。加入增强纤维后,树脂体系的辐射固化层厚度和凝胶含量均有所下降,其下降幅度随纤维含量增加而变大,碳纤维的影响作用大于玻璃纤维。与纯树脂体系相比,纤维树脂混合体系在靠近电子束辐射表面处的凝胶含量随辐射深度增加现象不明显。     

环氧树脂／含磷的芳胺固化剂体系固化反应的FT—IR研究

采用ＦＴ－ＩＲ方法系统研究了双酚Ａ型环氧树脂／含磷的芳胺固化剂体系的固化反应。结果表明，体系固化反应初期对环氧基含量是一级反应，反应后期环氧基的转化率很高时，固化反应速度常数决定于环氧基和氨基的扩散系数，为扩散控制反应。     

DSC法研究双酚A型环氧树脂的UV固化过程

以DSC法研究了双酚A型环氧树脂以ITX、184为光引发剂,在紫外光固化(UV)作用下的固化过程,及不同量的稀释剂对固化的影响.实验结果表明,放热反应在很短时间内达到高峰,放热峰过后转入缓慢的后反应阶段;放热过程的ΔH值基本上随稀释剂用量的增大而增大;平均固化速率大体上随稀释剂用量的减少而变慢.     

反应性聚碳酸酯增韧改性环氧树脂体系固化反应动力学的研究

对环氧树脂／胺化聚碳酸酯体系的固化反应动力学进行了研究，借助Ozawa t ASTME698动力学方法，利用差示扫描量热仪对该体系的固化动力学参数，包括活化能E，指数前因子A，速率常数k和60min的半周期温度进行了分析，并对不同胺化聚碳酸酯含量时的固化行为，放热峰和动力学参数进行了探讨。     

环氧618树脂线加热固化特征

为了深入了解复合材料固化过程的温度变化与微结构变化特征,设计了线热源加热的固化实验方法。采用SEM技术和3D温度采集系统考察了线加热条件下树脂体系的固化生长形态、微观结构的形成过程以及固化过程体系中的温度分布和变化规律。结果表明,线加热条件下形成的固化物表面微观形貌可以直观地反映均匀加热条件下树脂体系固化过程不同时刻体系微观形貌的形成历程。研究结果对理解复合材料热压成型过程中热传递方式、热应力与微观结构的形成机理具有一定的参考价值。      

用DSC研究环氧树脂固化动力学

用等温DSC研究了双酚A二缩水甘油醚(E-51)与间苯二胺的固化动力学,探讨了固化机理,结果表明固化按自催化反应机理进行,体系中产生的羟基可加速反应。计算了固化反应各步的动力学参数,得到E_1=51.96kJ/mol,lnA_1=11.29,E_2=69.68kJ/mol,lnA_2=13.43。     

纳米SiO2 对双酚A环氧树脂电子束固化特性的影响

探讨了电子束固化纳米SiO₂ / 双酚A 环氧树脂复合材料体系的温度、固化度、固化区域的尺寸和动态力学性能随纳米粒子含量的变化规律, 研究了纳米SiO₂ 对体系电子束辐射固化特性的影响。结果表明, 随着纳米粒子含量的增加, 体系的放热峰逐渐降低; 少量纳米粒子的加入有助于增大试样固化区域的尺寸、提高固化度、玻璃化转变温度和高温模量; 纳米SiO₂ 的加入改变了电子束的传播途径, 但其电子束固化生长机制与未加入纳米粒子的纯树脂体系相似。      

改性环氧胶粘剂合成、固化机理的研究

用福里埃变换红外光谱可获得化学变化的有用信息.在光谱上新吸收带的产生或强度增加,旧吸收带的消失或强度减弱与改性环氧树脂的合成及固化反应有关.本文旨在以红外吸收带的频率和强度变化,解释判断反应机理.在改性环氧树脂的制备中,─NCO吸收的减小,羰基吸收的增加是环氧和聚氨酯预聚体中的基团反应的结果.1670cm-1弱吸收带的出现说明有脲基甲酸酯生成.可以观察到:在室温二天固化的环氧树脂光谱中,915cm-1吸收消失,3055cm-1吸收减弱.改性环氧树脂分别在80℃和100℃固化几小时,光谱变得复杂.在等温固化过程中1670cm-1和1640cm-1吸收的增加表明可能有氨解反应发生.     

反应性聚碳酸酯/环氧树脂体系的反应活性与性能研究

采用DSC和TGA等方法研究了反应性聚碳酸酯/环氧树脂体系的固化特性，热性能和力学性能。结果表明，α-PC的加入，增加了体系的反应活性，固化体系的相容性也良好，形成一个均相网络结构。固化体系在350℃无任何分解，具有较好的耐热性，且体系的韧性也有所提高。     

改性环氧胶粘剂合成,固化机理的研究

用福里埃变换红外光谱可获得化学变化的有用信息。在光谱上新吸收带的产生或强度增加，旧吸收带的消失或强度弱与改性环氧树脂的合成及固化反应有关。本文旨在以红外吸收带的频率和强度变化，解释判断反应机理。在改性环氧树脂的制备中，－ＮＣＯ吸收的减小，羰基吸收的增加是环氧和聚氨酯预聚体中的基团反应的结果。１６７０ｃｍ＾－１弱吸收带的出现说明有脲基甲酸酯生成。可以观察到：在室温二天固化的环氧树脂光谱中，９１５ｃｍ