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。     

非等温DSC法研究复合材料用环氧树脂的固化反应

采用非等温DSC研究了一种复合材料用环氧树脂体系的固化反应。采用n级反应模型和Malek等转化率法确定了固化反应动力学方程,通过外推法优化其固化工艺,测试优化后工艺下制备的树脂浇铸体的固化度和力学性能。结果表明,n级反应模型与实验值差别较大;采用Malek等转化率法判断固化反应按自催化反应机理进行,在2.5～15℃/min升温速率下,自催化模型计算曲线与实验曲线吻合较好;优化确定其固化工艺为70℃/2h+110℃/2h,在该工艺下制备的浇铸体固化度达98.51%,拉伸强度和弯曲强度分别为75.11MPa和128.10MPa。     

浇注用环氧树脂固化动力学的非等温DSC

用非等温DSC技术研究了环氧树脂浇注体系在动态升温过程中的固化反应,用等转化率方法得到了体系的激活能与固化度之间的关系。采用Malek法分析动力学模型时,发现其特征值并不唯一,分析了不同特征值对模型预测结果的影响。确定了动力学模型并预测了相应的参数,结果表明该体系符合两参数自催化SB模型。模型预测与试验数据吻合得很好。     

等温DSC法研究聚醚胺与环氧树脂固化反应动力学

为了给环氧树脂(DGEBA)/聚醚胺(T403)的实际固化工艺提供指导,在等温条件下采用差示扫描量热法(DSC)对该体系固化过程进行了研究。运用Kenny图像分析法得到了动力学参数,建立了kamal动力学模型;在考虑扩散影响的基础上,多次运用非线性拟合法得到了扩散系数(C)和临界固化度(αc),进一步建立了带扩散控制的动力学模型。结果表明,总反应级数为2.04～2.40,且随固化温度升高而下降。固化反应的两个速率常数都随温度升高而增大,对应的表观活化能分别为42.99和54.23kJ/mol。研究发现不带扩散控制的动力学模型可以较好地描述固化过程的前期阶段,而带扩散控制的动力学模型则可以更好地描述固化全过程。随着固化温度升高,αc增大,扩散影响减小,而带扩散控制的动力学模型与实验结果符合得越好。固化过程属三分子反应,具有明显的自催化特征。     

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。     

非等温DSC法研究TSPZ-EP环氧树脂的固化动力学

采用一锅两步法合成了一种含硅和二氮杂萘酮结构的环氧树脂(TSPZ-EP),并通过非等温差示扫描量热分析(DSC)研究了树脂在不同升温速率下的固化行为.采用n级模型和自催化(m,n)模型确定了固化反应动力学方程;选用商用双酚A环氧树脂(DGEBA)与其进行共混改性,通过外推法确定固化工艺,测试其力学性能.结果表明,n级反...     

基于非等温法的耐高温环氧树脂体系固化反应动力学研究

采用不同升温速率下的非等温DSC研究一种TR1219B耐高温环氧树脂体系的固化反应,分别通过n级反应模型和Malek最大概然机理函数法确定固化反应机理函数,求解固化反应动力学参数,得到固化反应动力学模型。结果表明:通过Kissinger和Crane方法求解动力学参数所得到的n级反应模型与实验值差别较大;采用Malek方法判别机理表明,该固化反应按照自催化反应机理进行,实验得到的DSC曲线与模型计算所得到的曲线吻合良好,所确立的模型在5~20K/min的升温速率下能较好地描述该环氧体系的固化反应过程。     

RFI工艺中有关树脂流动监测的研究

渗透率测定是树脂膜熔渗(RFI)工艺在复合材料设计和优化中最关键的技术.基于光导纤维视觉技术,通过纤维视觉传感器测量渗透率,能够在光强度下降的情况下探测出树脂的前进情况,这将易于我们在实际生产中在第一时间内准确地监测树脂的流动.     

非等温DSC法研究高韧性低收缩环氧体系固化动力学

采用非等温DSC法对一种高韧性低收缩环氧树脂体系(E-51/E-20/DAMI)固化动力学进行了研究。分别通过n级反应模型法和自催化模型法得到了固化反应动力学方程。结果表明,n级反应方程与实验值差别较大;而采用Malek判据判别该固化反应按自催化反应机理进行,并通过"单点非模型"拟合法求解动力学参数,模型计算曲线与DSC实验曲线基本吻合。但由于动力学控制和扩散控制竞争关系的改变,随升温速率的提高,实验曲线逐渐偏离模型曲线,体系的总放热焓变小。所确立的模型在5K/min～25K/min的升温速率下能较好地描述E-51/E-20/DAMI体系的固化反应过程。     

603环氧树脂体系固化动力学模型的建立与验证

采用非等温差示扫描量热法（DSC）研究了603热塑增韧环氧树脂体系的固化反应动力学。研究发现,在低升温速率测试条件下603环氧树脂体系固化反应的DSC曲线有两个重叠的放热峰,通过分离两个重叠的放热峰,研究了603环氧树脂体系固化动力学的特性。利用Kissinger方法和Kamal方程分别拟合得到603树脂体系固化反应的活化能和固化动力学参数,选择三种典型固化工艺制度下预测的树脂固化反应结果与实验数据对比,验证了所建立动力学模型的可靠性。基于不同升温速率的放热曲线,通过外推法得出该树脂占总反应比例70%的第一个反应固化温度为（177.3±2.2）℃,占总反应比例30%的第二个反应的起始温度和固化温度分别为（178.6±0.7）℃和（216.9±1.7）℃。研究结果对于多组分热固性树脂体系固化动力学的分析和复合材料成型工艺的优化具有重要的指导意义。     

840S环氧树脂体系固化反应特性

用差示扫描量热法(DSC) 在动态条件下对840S 环氧树脂体系的固化反应动力学进行了研究。根据所测量的不同升温速率的DSC 曲线, 运用温度升温速率( T-β) 图外推法得到该环氧树脂体系的固化工艺参数, 即凝胶化温度、固化温度、后处理温度, 这些温度参数为制定合理的固化工艺提供了理论基础。采用Kissinger 方程和Crane 方程计算该840S 环氧树脂体系的动力学参数, 即表观活化能E_a 、表观频率因子A 和反应级数n 。根据所计算的动力学参数, 建立了该840S 环氧树脂体系的固化动力学模型。利用所建立的固化动力学模型分别预测了等温和动态条件下840S 环氧树脂体系的固化反应特性。      

RFI工艺用环氧树脂膜的制备及其化学流变特性

为研制低成本树脂膜熔渗(RFI)工艺用环氧树脂膜 , 以环氧树脂 E51、高温潜伏性固化剂三氟化硼单乙胺和乙二醇为原料 , 采用正交设计方法对配方进行优化 , 并通过控制预聚反应程度的方法进行合成实验。对所研制树脂膜的化学流变特性进行测试研究 , 结果表明 , 树脂膜在130℃工作温度下 , 最低黏度达360 mPa· s , 小于1000 mPa· s的低黏度时间达 32 min , 凝胶时间为 48 min , 并且室温不粘手 , 可任意弯曲 , 适用于RFI工艺。通过不同升温速率的DSC扫描 , 分析了预聚原液和树脂膜的反应活化能 , 发现树脂膜反应活化能比预聚原液高 , 而且树脂膜的反应活化能随着固化度增加而增加。以双 Arrhenius公式为理论基础建立了树脂膜黏度和凝胶时间的预测函数 , 实验结果表明二者均具有良好的适用性。根据 RFI工艺对黏度的要求创立了熔渗力因子的表达方程 , 并通过该方程确定了理论最佳熔渗温度为128. 4 ℃。      

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。     

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。     

环氧树脂/聚酰胺体系固化工艺分析

利用差热分析仪对环氧树脂E51/聚酰胺650体系的固化反应过程进行测试。分析了固化剂添加量、改性剂种类及粉煤灰微珠对体系固化反应的影响。结果表明,固化促进剂和粉煤灰微珠会降低反应起始温度,促进反应进行;固化剂添加量和稀释剂等对固化温度影响较小。根据实验结果确定预固化温度为80℃,制备固化试样并进行DTA测试,由测试结果确定后固化温度为120℃。结合预固化温度和后固化温度制备不同的固化试样测试其红外谱线,并利用内标法计算环氧基面积表征固化度,最终确定最优固化制度为预固化温度80℃(120 min),后固化温度120℃(30 min)。     

室温潜伏性中温固化环氧树脂体系的制备与性能

将自制咪唑衍生物EGE-2MI作为双氰胺-环氧树脂体系的促进剂,研究了其固化过程及室温储存性能。采用DSC法研究了该环氧树脂体系的固化反应动力学,确定了其最佳固化工艺参数;通过DSC测试室温存放不同时间后该环氧树脂体系的热焓值变化来确定其室温存储期;并测试了其中温固化产物的力学性能。结果表明:EGE-2MI质量比为0.6%~1.8%(环氧树脂为100%)的双氰胺-环氧树脂体系可以满足115~125℃固化,在室温下可以存放35天以上,EGE-2MI质量分数为1.8%时,该环氧树脂体系的活化能为87.23kJ/mol;固化后产物的铝-铝搭接剪切强度达到21.3 MPa,浇注体的室温拉伸强度在40 MPa以上。     

Curing behavior and kinetic analysis of epoxy resin/multi-walled carbon nanotubes composites

The effect of multi-walled carbon nanotubes (MWNTs), both amino-functionalized (f-MWNTs) and unfunctionalized (p-MWNTs) on the curing behavior of epoxy resin (EP) cured with triethanolamine (TEA), was investigated using differential scanning calorimetry (DSC). Because the triethylenetetramine (TETA) grafted on the f-MWNTs could act as curing agent and the produced tertiary amine as negative ionic catalysts of curing reaction of EP, so the activation energy of the EP/TEA system was decreased by the addition of f-MWNTs. Viscosity played a key role in the curing behavior of the EP/TEA/MWNTs system, for high viscosity of the EP/TEA/MWNTs system could hinder the motion of the functional groups. The curing heat in EP/TEA/f-MWNTs (weight ratio 1/0.1/0.01) system was higher than the neat EP/TEA (weight ratio 1/0.1) system, while the curing heat in EP/TEA/p-MWNTs (weight ratio 1/0.1/0.01) was lower than the neat system. When the content of f-MWNTs was increased to 2 phr (weight ratio of 1/0.1/0.02), the curing heat became lower than that of the neat EP/TEA system, which was the result of the higher viscosity of the EP/f-MWNTs/TEA system. Since the curing heat indicated the curing degree of the system generally, the addition of the f-MWNTs was thought to increase the curing degree of the epoxy matrix at a relatively low content.