TBBPAER/DDM的固化反应动力学

用等温差示扫描量热法研究了4，4’-二氨基二苯甲烷固化四溴双酚-A环氧树脂的反应动力学，测定了固化反应热，得出了不同温度下固化反应速率与反应程度、固化反应程度与反应时间的关系曲线．结果表明等温固化反应按自催化反应机理进行，用Kamal方程较好地描述了不同温度下其固化反应的自催化反应过程，并反映出不同温度下扩散作用的差别，其动力学参数k1、k2、m、n由非线性回归法拟合而出，k1、k2对应的反应表现活化能分别为52．2kJ·mol-1和46．5kJ·mol-1。     

环氧基笼型倍半硅氧烷/4，4′-二氨基二苯砜体系的等温固化动力学

笼型倍半硅氧烷环氧树脂;二氨基二苯砜;固化反应动力学;差示扫描量热法     

非等温法研究TGDDM/DDS体系固化反应动力学

采用DSC对4,4′-四缩水甘油基二氨基二苯基甲烷(TGDDM)和3,3′-二氨基二苯基砜(DDS)体系的固化反应动力学进行了研究.分别通过n级反应法和Malek的最大概然机理函数法确定了固化反应机理函数,求解了固化反应动力学参数,得到了固化反应动力学模型.结果表明,通过Kissinger,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;而采用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的较好,所确立的模型在5~20K/min的升温速率下能较好地描述TGDDM/DDS体系的固化反应过程,并为工艺参数的选择和工艺窗口的优化提供了理论依据.     

酸酐固化环氧树脂/蒙脱土复合材料的等温固化动力学

用等温差示扫描量热法(DSC)研究了酸酐固化环氧树脂/蒙脱土复合材料的等温固化过程，考察了未处理的蒙脱土(MMT)和有机蒙脱土(OMMT)对环氧树脂固化动力学的影响. 实验表明， 环氧树脂的固化过程包含自催化机理，加入蒙脱土没有改变固化反应机理. 用Kamal方程对该体系的固化过程进行拟合，得到反应级数m、n，反应速率常数k1、k2，总反应级数(m + n)在2.4～3.0之间. MMT的加入使环氧树脂体系的k1、k2有所降低，而OMMT的加入对体系的k1、k2影响较为复杂，加入蒙脱土对环氧树脂固化体系的活化能影响较小.     

树枝形大分子/环氧树脂体系固化反应动力学研究

用示差扫描量热仪(DSC)对树枝形大分子PAMAM/双酚-A型环氧树脂体系的固化反应动力学过程进行了分析。通过Kissinger法求得体系固化反应的表观活化能ΔE为59.78kJ/mol,通过Crane法求得体系的固化反应级数n=0.91,并计算出了反应速率常数k和不同升温速率下的频率因子A。根据动态DSC数据确定体系合适的固化反应温度为80~90℃,后固化温度为140℃。     

2′-甲基丙烯酰氧基-3α-甲基丙烯酰基胆酸乙酯固化动力学研究

根据文献合成了含有两个双键的胆酸衍生物—2′-甲基丙烯酰氧基-3α-甲基丙烯酰基胆酸乙酯(CAGE2MA),采用非等温DSC法和等温DSC法研究其固化反应。采用Kissinger法处理非等温DSC数据得到动力学数据:Ea=90.16kJ/mol、lnA=21.97和n=0.936。通过积分等转化率法及自催化动力学模型分别处理等温固化DSC数据,前者表明随着反应的进行,Ea和lnA值逐渐减小;后者表明固化温度越高,自催化曲线与实验数据拟合得越好,在高转化率阶段,实验数据与拟合曲线出现偏差。     

升温与等温法非模型动力学研究环氧树脂固化反应

基于DSC数据,采用以Vyazovkin积分法为基础的升温法非模型动力学和等温法非模型动力学对双酚A型环氧树脂E51/4,4′-二氨基二苯基砜(DDS)体系及多官能度环氧树脂AG80/DDS体系的固化过程进行了研究,并结合玻璃化转变温度的变化和原位红外测试技术,对比分析了升温与等温条件下的固化反应规律.结果表明,与传统的模型拟合法相比,非模型动力学更适合定量预测树脂固化反应过程,并能为固化过程中反应机理变化的研究提供重要依据;等温法非模型动力学能够更好地预测两种树脂体系在不同恒温条件下的固化反应历程,并且升温法与等温法非模型动力学所得到的反应活化能-固化度之间的变化关系不同,表明不同温度条件下树脂的反应机理不同,这与升温和恒温条件下玻璃化效应及环氧官能团的变化规律相吻合.     

超支化烯丙基聚硅氮烷-巯基化合物体系紫外光固化研究

采用等温差示光量热扫描技术(DPC)研究了超支化烯丙基聚硅氮烷-巯基化合物体系的紫外光固化.对比了超支化聚合物-巯基化合物体系、二官能烯丙基硅氮烷-巯基化合物体系和超支化自聚体系的紫外光固化特性,结果表明超支化-巯基化合物体系可在引发剂浓度低(0.1wt%)、辐照强度低(5mW/cm2)的情况下迅速发生光固化反应;与超支化自聚反应相比固化速率高、双键转化率高;而与低官能-巯基化合物体系相比,由于超支化分子结构的独特性,导致固化速率快,双键转化率偏低.对引发剂浓度、辐照强度和反应温度对固化行为的影响表明,在引发剂浓度不超过0.5wt%和辐照强度不大于30.50mW/cm2时,反应速率分别与引发剂浓度和辐照强度的1/2次方成线性关系.运用带扩散因子的自催化固化动力学模型研究了不同温度下的固化行为,计算出特定条件下的光固化动力学参数,表观总反应级数约为8.76,表观活化能为13.97kJ/mol.     

基于松香酸酐的环氧树脂体系固化动力学及TTT图绘制

研制了基于松香酸酐固化剂的生物质环氧树脂体系,采用全动态DSC法研究了树脂体系的固化反应动力学,通过半经验的唯象模型拟合得到了固化反应参数,活化能Ea为59.68 kJ/g,指前因子A0为1.28×1015s-1,反应级数n为2.483,由此建立了体系固化温度/时间/固化度间的关系;采用恒温DSC及DMA方法测试玻璃化转变温度,应用DiBenedetto经验方程拟合得到了玻璃化转变温度与固化度间的关系.应用锥板旋转黏度计测试了树脂体系不同温度下的凝胶时间,通过线性回归分析得到了凝胶时间与温度之间的关系.由唯象模型和DiBenedetto方程分别计算得到凝胶时的固化度为0.386,玻璃化转变温度为26.22°C.由上述工作绘制了基于松香酸酐生物质树脂体系的TTT(time-temperature-transition diagram)固化图,可确定树脂体系在不同温度任意时间下的状态.     

热致性液晶聚合物的种类对液晶/环氧树脂共混物固化反应动力学的影响

采用等温DSC固化动力学研究方法,用自催化动力学模型对反应型热致性液晶聚合物/环氧树脂共混体系进行研究.结果表明,EP/DDS未改性体系,在α＜40%范围遵循自催化反应机理;EP/DDS/LCPU共混改性体系,在α＜60%范围遵循自催化动力学反应机理,而且自催化反应速率和非催化反应速率均大于未改性体系,表明反应型热致性液晶聚合物的活性基团对固化反应起到了催化促进作用;EP/DDS/PHBHT共混改性体系能够较好符合n级反应机理,固化反应的活化能较大,说明没有反应基团的液晶聚合物(PHBHT)对固化反应无明显促进作用.