环氧树脂固化动力学的非等温DSC研究.pdf

广东化工年第期
Ⅵ,、. . 第卷总第期
囊曩能型≯曩㈡
环氧树脂固化动力学的非等温研究
郭清兵,陈江华,谭赘华,李翠金
.仲恺农业工程学院化学化工学院,广东广州;.广东省安全科学技术研究所,广东广州;
.佛山市环境监测中心站,广东佛山
【摘要】用非等温对环氧树脂在动态升强过程中昀固化动力学进行了研究,采用鹄方程对润化动力学模塑参数中厨化反应话化
一
反应级数和指前因子进行了计算,并甩帆法对固化反应活侣能进行了验证’计算结果表明蕺门阉化反应符合阶固化动力学摸曩
结合不葡舞温速率下的特征温度蠢对环氧树艏的固化磊件进行了优化誊蠹量叠萋薯。董曩鼍≥⋯。
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环氧树脂的固化反应主要发生在环氧基团上。在环氧树脂值的时间明显缩短,反应速度明显加快。在相同温度时,升温
固化过程中,树脂分子在固化剂或促进剂的作用下分子链增速率越快,固化度越低;达到相同固化度时,升温速率越快,
长、支化和交联,分子量不断增大,最终形成三维网络结构。对应的温度也越高。以各升温速率下的单位质量试样放热总量
树脂的交联程度固化效果直接决定着材料的性能,因此,对对升温速率作图,并作线性拟合,将所得的直线方程外推至
某一固定的树脂和固化剂体系,如何选取最佳固化工艺条件以,则其放热总量为.·~。如果以此作为完全固化的
获得具有最佳性能的材料尤为重要。热分析法是研究树脂固化放热量,则不同升温速率下的固化程度如表所示。
过程的最重要的手段之一⋯,通过测定固化过程中的热效应,
建立固化动力学模型,在理论上预测固化反应的进程。并可通
过动力学因子的计算,进一步优化固化工艺。
试验部分
.原材料
双酚型环氧树脂,一,由广州市东风化工厂生产;
,一二氨基二苯砜,化学纯,由中国医药集团上海试
剂公司提供。试验前先将环氧树脂在搅拌下加热到℃,
缓慢加入固化剂份/份环氧树脂,并让其充/
分溶解,然后迅速降温至℃,测试前提前解冻。图不同升温速率下/的曲线
. 试验仪器及条件. /
采用德国公司的型调制式差示扫描量热
仪研究/的固化行为。试验条件为:温度范围℃,
升温速率分别为、、及℃·。对测得放热
一温度曲线进行积分,基线的选取采用直线法。
实验结果
.测试
图为不同升温速率下/的曲线。相应的热
力学参数如表所示。随着升温速率增大,放热峰温升高。日
是不同升温速率的单位质量试样放热总量,如果知道体系%
固化时的放热量,则与此放热量的比值可以表示该升温速
率下的固化程度。由表可知,随着升温速率增大, Ⅳ减小, 卸∞/℃
说明升温速率越大,完成固化的程度越低。对不同曲线图不同升温速率下/的转化率一温度曲线
按固化度对温度作图,如图所示,随着升温速率增大,固化. ./
反应的起始温度、峰温、终点温度都升高,反应程度达到最大
收稿日期—
作者简介郭清兵,男,湖北荆门人,博士,讲师,主要研究方向为高分子复合材料。
年第期广东化工