连续法制备短切石英纤维/酚醛树脂预混料的固化反应动力学及其模压制品性能

采用连续浸胶法,使用自制的压辊式浸胶槽制备了短切石英纤维/酚醛树脂预混料,通过红外光谱法(FT-IR)、热重分析法(TG)和差示扫描量热法(DSC)对预混料进行了表征,并研究了其固化反应动力学。结果表明,溶剂乙醇影响石英纤维的浸胶过程,连续法制备的石英纤维/酚醛树脂预混料能够降低乙醇的影响;预混料的固化工艺参数为：凝胶温度108.40℃,固化温度183.04℃,后处理温度264.47℃;固化反应级数为0.95,固化反应动力学模型为：dα/dt=Aexp(-ΔE/RT)(1-α)ⁿ=4.3×10¹²exp(-140.74/RT)(1-α)^0.95。使用模压法对所制备的预混料进行压制,得到石英纤维/酚醛树脂复合材料的模压制品,该模压制品在800℃下的质量残留率为82.3%,拉伸强度为58 MPa,断裂伸长率为0.353%,剪切强度为105 MPa,线烧蚀率为0.088 mm/s,烧蚀表面形貌未见异常,结果表明采用连续法制备的石英纤维/酚醛树脂预混料的模压制品具有较好的耐热性、烧蚀性和力学性能。     

热固性酚醛树脂固化环氧树脂反应动力学研究

文章采用非等温DSC法研究了酚醛/环氧树脂/TA催化剂体系热固化动力学:Friedman法确定了固化动力学参数,动力学模拟建立了固化机理模型函数。结果表明:该体系放热曲线存在一个放热峰;可用Bna反应模式机理函数描述热固化反应过程,反应模式为枝状成核的自催化反应。由模型函数得出的反应时间与反应程度关系发现:温度为160℃,反应时间为30m in时,该体系反应程度达到了90%,为固化工艺条件的选择提供了依据。     

超支化聚酯基二茂铁/环氧树脂复合材料的固化行为及性能研究

采用非等温DSC法对超支化聚酯基二茂铁/环氧树脂固化体系的固化反应热行为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,利用Crane模型计算出固化反应级数,通过固化体系的DSC数据确定了体系的固化工艺为100 ℃2 h→140 ℃2 h→160 ℃1 h,并通过TG及DSC测试了在该工艺固化后复合材料的5%热失重温度在287~330 ℃,玻璃化转变温度在105.29~130.27 ℃之间,具有良好的热性能.      

新型含醚键和萘环结构双马来酰亚胺树脂固化工艺的研究

用差示扫描量热仪(DSC)和TG法对新型BMI树脂(BMPN)体系的固化反应工艺和耐热性能进行了研究.研究确定,BMPN体系的固化工艺为:220℃/30min+250℃/6h+290℃/5h.BMPN树脂的起始分解温度在470℃以上,高温条件下的残碳率可达63.8%,而且热分解速率也是最慢的.     

含氰基苯并噁嗪的合成及热性能研究

以4-氰基苯酚、苯胺、多聚甲醛为起始原料,以甲苯为溶剂制备了苯并噁嗪中间体。用FTIR、1 HNMR和13 CNMR对苯并噁嗪中间体进行了表征,同时,用DSC对其固化行为进行表征。通过TGA对聚苯并噁嗪的热稳定性进行了测试。DSC研究结果表明:苯并噁嗪中间体的熔融温度为117.90℃,开环聚合的起始温度为225.00℃,固化峰值温度为232.10℃,低于类似结构的苯酚/苯胺型苯并噁嗪。TGA研究表明:聚苯并噁嗪5%热失重温度为302.26℃,10%热失重温度为351.85℃,最大失重速率温度为433.91℃,残炭率为55.63%。与其他类似结构的苯并噁嗪相比,氰基的引入使其固化物的残炭率和热稳定性明显提高。     

芴基苯并噁嗪单体的合成及热性能研究

以双酚芴、环己胺和甲醛为原料,采用混合溶剂法合成了一种新型双官能度芴基苯并噁嗪单体,利用FTIR,1H NMR和13C NMR对产物结构进行了表征,以差式扫描量热仪(DSC)研究了芴基苯并噁嗪单体的固化行为,通过DSC和热重(TGA)分析了聚苯并噁嗪的热性能.结果表明,芴基聚苯并噁嗪树脂呈现出典型的热开环固化特征,放热峰顶温度为251℃,玻璃化转变温度Tg为189.4℃,初始热分解温度(热失重5%)达329℃,800℃时的残碳率达到31%.     

聚酰胺酰亚胺的合成及改性环氧树脂体系研究(Ⅱ)TDE-85/DDS和TDE-85/PAI/DDS体系固化行为及其动力学

采用DSC,TBA.FTIR等手段,研究了TDE-85/DDS(4,5-环氧环己烷1,2-二甲酸二缩水甘油酯/二氨基二苯基砜)和TDE-85/PAI/DDS体系的固化行为及其动力学。发现在TDE—85/DDS体系的固化反应行为与TDE—85/m-PDA体系有很大差别,前者由于固化反应起始温度大于107℃,使TDE-85中所含的两种不同结构的环氧基——脂环族环氧基和缩水甘油酯环氧基均能同DDS发生固化反应,它们参加固化反应的起始温度没有明显的差别,固化过程是按一次完成,当TDE—85/DDS体系中加入PAI后,固化反应的活化能稍有提高,放热量有所下降,但对固化过程的规律无明显影响,根据TBA和DSC研究得出的有关数据,确立了该体系的固化制度,并用Arrhenius方程求得TDE-85/DDS体系在凝胶点前的表观活化能为43.9kJ/mol。     

四溴双酚A环氧树脂/二氨基二苯砜固化过程双玻璃化温度的形成机理

用高分子材料动态力学谱仪(TBA)、差示扫描量热仪(DSC)及傅里叶红外光谱仪(FTIR)等方法研究了二氨基二苯砜(DDS)固化四溴双酚A环氧树脂(TBBPAER)的固化反应.发现固化过程中固化产物的玻璃化温度Tg有由1个值变为2个值再变为1个值的现象.从反应物的微观结构角度来看,TBBPAER中溴元素的空间位阻效应和给电子共轭效应及固化剂DDS分子结构中砜基的吸电子效应是出现这种现象的主要原因.     

酚醛环氧树脂固化动力学研究

实验先合成酚醛树脂,接着配制酚醛环氧树脂,并用热重分析法（TG）和差示扫描量法（DSC）对酚醛环氧树脂的固化过程进行了动力学研究,得出了该体系的动力学参数,其反应级数n=0．87、活化能E=49．18kJ／mol;同时分析验证了固化过程缩聚反应的存在,并给出了相关的工艺参数（固化工艺温度170℃,烘焙温度120℃）．     

环氧树脂与树状大分子PAMAM的等温固化反应动力学研究

以等温DSC法研究了在60、65、70和75℃下,环氧树脂E-44和树状大分子聚酰胺-胺（PAMAM）体系的固化反应动力学过程,结果表明该固化反应符合自催化反应模型. 通过Kamal方程计算出各固化动力学参数,其中反应总级数m+n在2.13～2.21之间,反应活化能E1和E2分别为52.65 、65.47 kJ/mol. 由于固化后期受扩散控制,且温度越低扩散控制越显著,引入扩散因子f(α)对Kamal模型进行修正,所得的修正模型能更好地描述固化全过程.     

环氧树脂/氰酸酯共固化体系热性能的研究

通过凝胶实验和DSC测试,研究了含异辛酸钴促进剂的环氧树脂(EP)/氰酸酯(CE)共混体系中的工艺参数对固化速度和产物热性能的影响。结果表明,当固化温度高于180℃时,加入促进剂的量高于0.05%对体系的固化反应速度无明显的影响。综合考虑体系的热性能、成本、可加工性等因素,该体系最佳的工艺和配方为m_EP/m_CE为6/4,w_钴盐=0.05%,T_固化=180℃,t_固化=3h,在200℃下后固化2h。在所选出的这种配方和工艺条件下得到的样品的热变形温度可达201℃。DSC和红外光谱的分析结果还表明,固化反应分为2步,首先为氰酸酯的自聚生成三嗪环,再与环氧基团反应生成噁唑啉及噁唑烷酮结构。这些生成的五元和六元环使体系的热性能明显提高。     

α-蒎烯-β-蒎烯共聚物的热稳定性与热降解动力学

以α-蒎烯及β-蒎烯为原料,采用改进的聚合工艺合成了软化点(环球)136.0℃、加纳色(铁钴)3的α-蒎烯-β-蒎烯共聚物.通过耐候性、储存稳定性考察,用热重分析(TG)、差示扫描量热法(DSC)和Phadnis的方法,研究了聚合物的热稳定性以及热降解动力学,结果表明,α-蒎烯-β-蒎烯共聚物具有较高的耐热稳定性,质量损失1.0%时的温度为260.0℃,降解机理遵循反应级数(n=2)模型,活化能为145.65 kJ/mol,频率因子的自然对数为26.08 s-1.     

超声电机用环氧摩擦材料固化动力学研究

应用差示扫描量热(DSC)技术研究了超声电机驱动用的TGDDM/MTHPA环氧摩擦材料的固化动力学.对添加了聚四氟乙烯(PTFE)、碳纤维、石墨、MoS2等填料的环氧摩擦材料固化体系在不同升温速率下得到的DSC曲线进行分析,运用Kissinger方程和Crane方程确定了体系反应级数和表观活化能,并将峰温Tp和结束温度Te外推至升温速率为零,得到理论固化温度Tcure和固化后处理温度Ttreat.结果表明反应级数与二甲基苄胺(DMBA)用量无关,约为0.90;表观活化能随着DMBA量的增加先降后升,用量为1.0%时达到最小;Tcure、Ttreat分别为130℃、153.8℃.按照上述优化配方和固化工艺制备的环氧摩擦材料装配行波超声电机(TRUMΦ-60)机械性能良好,使用寿命可达8000h以上.     

苯酚型硼氮配位酚醛树脂的热性能与热降解动力学

用多聚甲醛法合成了苯酚型硼氮配位酚醛树脂,1H NMR和FTIR证明了其结构,用动态力学谱仪测定了玻璃化转变温度(Tg)与固化程度的关系,用热重法(TGA)分析了硼氮配位酚醛树脂的热分解动力学.结果表明树脂的玻璃化转变温度超过200℃,并随固化反应程度增加而提高,热分解过程为多阶段分解,且均符合一级动力学,热分解活化能随分解程度提高而增加.     

DSC等温法研究线型酚醛树脂/低密度聚乙烯共混体系固化过程动力学(Ⅰ)

采用DSC等温法研究了线型酚醛树脂/低密度聚乙烯共混体系固化过程动力学。并采用自催化形成的动力学方程进行数学处理,得到了相应的动力学参数。结果表明,不同共混比的体系具有相近的固化反应表观活化能(约110～125kJ/mol)和相近的反应级数m,n(约0.5～0.6级)。聚乙烯组分的存在影响了固化过程的表观频率因子。     

DSC与电桥联用研究导电涂料组成与性能的规律

用DSC与不平衡直流电桥联用方法研究了碳黑-树脂掺合型导电涂料组成对固化过程各特征温度、电阻值以及反应热等变化规律,并用标准试样测定其电阻率与平均电阻温度系数,讨论了此类涂料在固化中碳微粒的微观结构,为工艺参数的选择提供必要的依据。     

间规聚苯乙烯的等温熔体结晶

用WAXD、FTIR和DSC方法研究了间规聚苯乙烯(S-PS)的等温熔体结晶行为。发现不同温度tc下结晶所得的s-PS均为α和β两晶型的混合物。高温下(tc＞245℃)结晶有利于β晶型的生成，相对分子质量和间规度的提高有利于形成α晶型。随tc的升高，结晶样品的熔程变窄，晶体的完善程度增加。     

生物基聚醚胺型苯并噁嗪树脂的制备与性能研究

以生物质原料双酚酸甲酯(MDP)和双酚A(BA)为酚源,以聚醚胺D230为胺源与多聚甲醛经Mannich反应制得不同比例BA与MDP的苯并噁嗪前驱体.利用核磁共振(~1H NMR)和红外光谱(FTIR)对苯并噁嗪前驱体的化学结构进行了表征,结果表明制备得到的产物与所设计的结构相符.利用差示扫描量热法(Differential Scanning Calorimeter,DSC)对得到产物的热性能进行表征,结果表明所得前驱体的固化起始温度(T_(onset))为208.0～225.9℃,固化峰值温度(T_(peak))为240.0～246.6℃,与石油基纯BA制备得到的前驱体样品比较,两者固化温度相当.通过热重分析(Thermogravimetric Analysis,TGA)和拉伸试验对聚苯并噁嗪的力学性能进行了测试,结果表明,制得的聚苯并噁嗪具有较好的热稳定性和力学性能,得到的产物中MDP所占比例最高的聚苯并噁嗪PBA/MDP010-D230具有最佳综合性能.热重分析结果表明,PBA/MDP010-D230在氮气氛围下的5%热失重温度和10%热失重温度分别为356.3℃和373.0℃,且其在氮气氛围中800℃下的残炭率可达38.3%.PBA/MDP010-D230的力学性能测试显示其拉伸强度高达68.9 MPa,同时具有6.6%的断裂伸长率,这一结果表明了其具有较好的力学性能.     

含端炔基聚碳硅氮烷的合成、耐热及陶瓷化性能

采用对苯二胺分别与甲基氢二氯硅烷(MeHSiCl2)或二甲基二氯硅烷(Me2SiCl2)胺解,以间氨基苯乙炔(APA)封端,制备含端炔基聚碳硅氮烷PCSN-A和PCSN-B。用FT-IR对其结构进行了表征,通过DSC研究了聚合物固化行为,采用TGA和XRD对其固化物的耐热性能和陶瓷化性能进行了研究。结果表明,PCSN-A由于结构内含有硅氢键(Si—H),Si—H键可参与固化,提高交联密度,其固化物具有优异于PCSN-B的耐热性能和陶瓷化性能,氮气下失重5%的温度(Td5)为564℃。氩气下1 450℃裂解的陶瓷化率为78.4%,得到β-SiC,α-SiC和α-Si3N4陶瓷,聚碳硅氮烷可用作耐高温树脂基体和陶瓷前驱体。     

含羟基马来酰亚胺固化邻甲酚醛环氧树脂

合成N-对羟基苯基马来酰亚胺,并将其用作固化剂固化邻甲酚醛环氧树脂.采用DSC方法研究了HPM固化邻甲酚醛环氧树脂反应的固化反应动力学.对固化产物的热分析结果表明:N-对羟基苯基马来酰亚胺是非常良好的耐热固化剂,可明显提高邻甲酚醛环氧树脂的耐热性能,固化产物的起始热分解温度为338℃,分解10%时的温度为386℃,700℃时的残留百分量为49%.