一种新型芳胺固化剂的性能研究

以双酚A为原料,通过硝化和还原反应制备2,2-二(3-氨基-4-羟基)苯基丙烷化合物(HAPP).以HAPP为固化剂,测定环氧树脂的凝胶特性,用DSC研究环氧树脂的固化反应,确定固化工艺条件,并用Kissinger及Ozawa方法分别计算得到该体系固化反应的表现活化能为42.30KJ//mol和46.68kJ/mol,固化反应级数为0.86.研究结果表明,HAPP在固化环氧树脂时具有自催化作用,因而固化反应活化能较低.与间苯二胺顺丁烯二酸酐和二氨基二苯基甲烷固化荆相比,由于HAPP的苯环上带有羟基且为刚性的分子结构,既降低了固化温度,又提高了力学性能.HAPP固化环氧树脂/芳纶纤维复合材料的层间剪切强度为34.1MPa,弯曲强度为375MPa,拉伸强度为380MPa.     

含茚满结构二胺-E51环氧树脂固化反应动力学的研究

以5(6)-氨基-1-(4-氨基苯基)-1,3,3-三甲基茚满(PIDA)作为E51环氧树脂的新型固化剂,对比4,4′-二氨基二苯甲烷(DDM)、4,4′-二氨基二苯砜(DDS)两个固化剂与E51环氧树脂组成的不同体系,采用非等温差示扫描量热法,研究了其固化反应动力学。利用傅立叶红外光谱仪表征了固化材料的分子结构,采用Kissinger模型及Ozawa模型计算得到E51与PIDA体系的表观活化能分别为50.39 kJ/mol、54.89 kJ/mol。Crane模型计算得到E51与PIDA体系的反应级数为0.87。     

新型咪唑类环氧固化剂性能研究

用合成的2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑(APABI)作为环氧树脂固化剂,并与其他固化剂作性能对比。新型固化剂/环氧树脂体系能中温短时(150℃、2h)固化,固化物具有良好的耐热性,初始热分解温度在400℃以上。     

脲衍生物对环氧树脂/双氰胺体系促进作用的研究

对比了不同结构的脲衍生物[3-(3-氯-4-甲基苯基)-1,1-二甲基脲(A)、3-(3,4-二氯苯基)-1,1-二甲基脲(B)、3-(4-氯苯基)-1,1-二甲基脲(C) ]对环氧树脂/双氰胺体系的促进作用。利用差示扫描量热仪和傅里叶变换红外光谱研究了3种环氧树脂/双氰胺/脲体系的反应活性和固化反应动力学。结果表明,体系A的最佳配比为：环氧：双氰胺：脲A=100：6：4（质量比,下同）,130 ℃时40 min就可以完全固化,其表观活化能（Ea）=64.66 kJ/mol,反应级数（n）=0.897;体系B的Ea=71.68 kJ/mol,n=0.930;体系C的Ea=71.03 kJ/mol,n=0.928;3种体系配制的胶液的室温剪切强度均大于20 MPa,体系A的粘接强度达到24.98 MPa。     

5(6)-氨基-1-(4-氨基苯基)-1,3,3-三甲基茚满的合成及其固化特性研究

以1,3,3-三甲基-1-苯基茚满为原料,通过硝化、还原反应制备5(6)-氨基-1-(4-氨基苯基)-1,3,3-三甲基茚满(PI-DA),其结构经FTIR、1H-NMR和LC-MS表征。以PIDA为固化剂,用DSC研究了E-44/PIDA固化反应,确定固化工艺条件,并用Kissinger及Ozawa方法分别计算得到该体系固化反应的表观活化能为56.48kJ/mol和60.76kJ/mol,结合Crane公式求出反应级数为0.88。研究结果表明,与4,4’-二氨基-二苯砜(DDS)相比,PIDA熔点较低且带有环状茚满结构,既降低了固化温度、缩短了固化时间,又提高了复合材料的耐热性。E-44/PIDA复合材料的玻璃化转变温度Tg=167.8℃,初始分解温度Td=361.71℃。     

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%。     

新型环氧固化剂的合成及固化动力学研究

介绍了2步法合成1,4-双(2,4-二氨基苯氧基)苯(14BDAPOB)的方法,并将其用作环氧树脂固化剂。采用非等温差示扫描量热法(DSC)对酚醛环氧树脂/14BDAPOB的固化过程进行了研究,并利用Kissinger、Crane和Arrhenius方程对该固化反应进行了动力学分析,求得了体系的固化动力学参数;测定了体系的拉伸剪切强度。结果表明,体系的活化能为66.97 kJ/mol,反应级数为0.90;经14BDAPOB固化后的酚醛环氧体系拉伸剪切强度可达21.3 MPa。     

间苯二胺/低分子聚酰胺协同固化EP胶粘剂的研究

在EP(环氧树脂)/低分子PA(聚酰胺)胶粘剂体系中,通过添加适量的改性液体m-PDA(间苯二胺)固化剂,能明显提高胶粘剂体系的力学性能。研究结果表明:当m(EP)∶m(PA)=10∶5时,胶粘剂的综合力学性能最佳;当固化剂中m(m-PDA)∶m(PA)=31.03∶100时,相应胶粘剂的剪切强度(17.68 MPa)和压缩强度(94.34 MPa)俱佳,其EP/低分子PA/m-PDA固化体系的表观活化能(49.39 kJ/mol)介于EP/PA固化体系(59.11 kJ/mol)和EP/m-PDA固化体系(42.15 kJ/mol)之间。     

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。     

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。     

环氧改性氰酸酯树脂固化动力学的研究

采用示差扫描量热法(DSC)对缩水甘油醚类环氧树脂(E-51)与脂环族环氧树脂(R-122)共同改性的双酚A型氰酸酯(BADCy)树脂的固化反应历程进行了研究。由Kisserger方程求得共聚体系固化反应的表观活化能为60.5 kJ/mol,根据Crane理论求得固化反应级数为0.89,接近于1级反应。该体系起始固化温度为132.1℃,峰顶固化温度为168.7℃,终止固化温度为246.0℃。研究表明,环氧树脂可促进BADCy的固化,改性体系可在177℃以下实现较完全固化。     

一种高韧性耐湿性环氧树脂的合成及其性能研究

利用β-甲基环氧氯丙烷与双酚A在氢氧化钠的存在下合成了一种新的甲代双酚A型缩水甘油醚环氧树脂(BPA-MECH EP)预聚物,并通过FT-IR、1H NMR、GPC等手段对产物结构进行了表征。用盐酸-丙酮滴定法测定其环氧值为0.43 mol/100 g。用DDM作固化剂,利用DSC对其添加量为树脂质量的20%时体系的固化反应动力学以及最佳固化工艺条件进行了探讨。实验结果表明:BPA-MECH/DDM固化体系的反应级数n为1.30;表观活化能为15.37 kJ/mol;最佳固化工艺条件为:120℃/1 h→140℃/1 h→175℃/3 h→200℃/1 h逐步阶段升温固化。与E-44的DDM固化物进行了性能比较,结果表明:BPA-MECH与E-44固化产物的热变形温度无显著差别,但吸水率降低了47.6%,弯曲强度和弯曲模量分别提高了10.5%和7.8%,冲击强度上升了129.4%,拉伸强度、弹性模量以及断裂伸长率都有不同程度的提高,最大增幅分别为27.6%、25.9%和12.9%。研究结果表明,甲代双酚A型缩水甘油醚环氧树脂是一种性能优良的环氧树脂预聚物。     

氢化双酚A型环氧树脂的固化性能研究

本文研究了聚醚胺（D-230）、聚醚胺（T-403）、甲基四氢苯酐（MeTHPA）3种固化剂与氢化双酚A型环氧树脂的固化反应性能,针对不同体系的反应活性和固化反应动力学凝胶时间、粘接性能和冲击断口的表面形貌进行了研究。结果表明：随着温度的升高,三种体系的凝胶时间均显著下降,其中MeTHPA体系的凝胶时间最短;T-403体系在室温下的剪切强度最大,达到30.059MPa;D-230体系的冲击韧性较高,达到51.279kJ/m2;用这3种固化剂进行固化反应的表观活化能分别为56.55、63.99、67.60kJ/mol,其反应级数分别为0.865、0.902、0.998。     

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。     

二甲基硅烷芴基环氧树脂的合成、表征及非等温固化动力学分析

以双酚芴、二甲基二氯硅烷、环氧氯丙烷为原料,合成了二甲基硅烷芴基环氧树脂（BMEBF）,并利用FT IR、^1H NMR确认了产物结构,盐酸-丙酮法测定其环氧值为0.22。热重分析表明,BMEBF的初始分解温度达347.66℃,较环氧树脂E-51高89℃;在600℃时的残余质量分数也高出21个百分点。对二氨基二苯甲烷（DDM）-BMEBF固化体系的非等温固化动力学研究发现,根据Kissinger法及Ozawa法得到的该固化反应活化能分别为53.616 kJ/mol和57.980 kJ/mol,反应级数都接近1;BMEBF-DDM体系的固化温度为140-150℃,后固化温度为180-190℃。     

用DSC法研究环氧树脂/环氧封端酚酞聚芳醚腈的固化特性

利用差示扫描量热法研究了AG - 80环氧树脂和环氧封端酚酞聚芳醚腈 (简称E -PCE)共混物中固化剂含量对树脂基体固化反应温度、反应热的影响。此共混环氧树脂基体的最低固化反应温度为1 61 .3℃ ,固化反应表观活化能为 60 .66kJ/mol,固化反应级数为 0 .875。     

环氧树脂/聚酰胺/DDM体系的固化行为及力学性能

通过非等温DSC法及拉伸性能测试研究了4,4'-二氨基二苯基甲烷(DDM)用量对环氧树脂/聚酰胺651体系的固化反应的影响,计算了固化反应的表观活化能和反应级数,确定了其胶粘剂体系的固化工艺参数。结果表明,胶粘剂中DDM的质量分数达到14%(以环氧树脂质量为基准)时,固化反应放热量达到最大值。固化体系的活化能为53.654 kJ/mol,反应级数为0.895。最佳起始固化温度为40℃,峰值温度为85℃,终止温度为120℃,体系的拉伸强度提高了约50%。     

环己二醇二缩水甘油醚/环氧树脂固化动力学

对E-44环氧树脂,1,2-环己二醇二缩水甘油醚与E-44环氧树脂的混合物,1,2-环己二醇二缩水甘油醚分别与二氨基二苯基甲烷的固化反应应用示差扫描量热仪(DSC)进行了研究。在E-44环氧树脂中加入1,2-环己二醇二缩水甘油醚后,不但对环氧树脂有较好的稀释作用,降低了环氧体系固化反应的表观活化能,增加了环氧树脂的固化反应活性和固化反应速度,还提高了环氧固化物的力学性能。测定了反应热焓,计算出固化反应的表观活化能分别为46.08 kJ/mol,39.50 kJ/mol,35.58 kJ/mol,相应的固化反应级数分别为0.86,0.84,0.83。