胺类固化剂固化的双酚环氧树脂回收再利用的研究

双酚F型环氧树脂的耐酸性较低 ,在硝酸溶液中能够被完全分解。基于这一特性 ,本文探讨了一种环氧树脂化学回收再利用的方法。首先 ,用乙酸乙酯做溶液把该树脂的硝酸分解生成物从中性环境溶液中萃取出来 ,干燥后 ,替代部分环氧树脂 ,混入环氧树脂中 ,经固化剂固化后 ,制得再生树脂。

固化制度调控双酚A环氧树脂/酸酐体系绝缘性能的研究进展

酸酐固化双酚-A环氧树脂由于其优异的绝缘、热学以及机械性能,被广泛应用于电气设备的支撑、绝缘和密封等关键部件。然而极端运行环境与紧凑化设计趋势下,环氧树脂绝缘经常发生过热和击穿故障,严重威胁电气设备的安全稳定运行。以环氧树脂体系原料混合比、固化时间与温度组合为核心的固化制度是决定环氧树脂微观结构的关键因素,也直接影响其宏观性能。本文介绍了酸酐固化双酚-A环氧树脂固化动力学模型的演变过程,研究结果表明双酚-A环氧树脂/酸酐体系需考虑前后固化过程分阶段拟合其动力学参数。基于不同的混合比以及固化时间和温度组合,重点论述了固化制度对双酚-A环氧树脂/酸酐体系绝缘性能的影响规律,讨论了固化状态相关微观结构对绝缘性能的调控机制。相关研究结果有望为高端电工环氧树脂应用提供配方选型和工艺优化等方面的参考。

三乙胺催化双酚A环氧树脂与丙烯酸反应动力学

采用原位红外技术,研究了三乙胺(TEA)催化双酚A环氧树脂(E-51)与丙烯酸(AA)合成双酚A环氧丙烯酸酯的反应特性及反应温度对反应速率的影响,通过建立动力学模型,对反应体系酸值和酯基浓度的跟踪对反应动力学进行了研究。通过回归分析计算出的速率常数符合Arrhenius公式,进一步证实该反应是一级动力学反应;在90℃、100℃、110℃时反应速率分别为0.01448、0.02341和0.04229 min^(-1);反应表观活化能为57.98±0.71 kJ/mol,频率因子2.48×106 min^(-1)。该反应对温度较敏感,易受温度变化的影响,因此在合成过程中需控制反应温度,可有效防止体系由于反应放热导致反应失控。

双酚A型环氧树脂合成工艺废料活性炭的制备及表征

以双酚A型环氧树脂合成工艺中的液固废料为原料,通过化学活化法制备高吸附性能活性炭。考察了活化剂种类、原料液固比、活化温度、活化时间和浸渍比对活性炭得率及吸附性能的影响。结果表明,以KOH为最佳活化剂,原料液固质量比3∶7、浸渍比1、活化温度800℃、活化时间60 min条件下制备出的活性炭得率为35.28%,亚甲基蓝吸附量为1 531 mg/g。利用BET、SEM、FTIR、XRD、Bohem滴定对活性炭的形貌结构、表面官能团等进行表征。活性炭呈非晶形态,且表面分布着发达的孔隙结构,比表面积为1 693 m^(2)/g,总孔容为0.754 0 cm^(3)/g,平均孔径为1.782 nm,微孔容占总孔的82.73%。FTIR和Bohem滴定显示,活性炭表面含有酚羟基、醇羟基等含氧官能团,其总酸度为3.34 mmol。

双酚A型环氧树脂合成技术进展

介绍了双酚A型环氧树脂的合成机理和工业生产方法,综述了一步法和两步法双酚A型环氧树脂(BADGE)合成技术的研究进展,一步法包括添加催化剂、固碱法、溶剂法、钠盐法、常减压共沸法,两步法包括两步法动力学、使用催化剂、降低水解氯,分析了其合成技术中存在的问题,提出了BADGE合成技术的未来发展方向。

建筑用改性双酚A型环氧树脂结构胶的制备及性能研究

针对目前装配式建筑采用的环氧树脂粘结剂其弹性模量低、脆性大的缺点,通过在环氧树脂结构胶中添加纳米碳酸钙和硅微粉,并对改性后环氧树脂结构胶抗拉、抗压、流淌性能进行了试验研究。试验结果表明,低掺量的纳米碳酸钙可以显著地改善其抗拉性能,而高掺量的纳米碳酸钙对结构胶拉伸强度改善作用不大;硅微粉能够提升建筑用改性环氧树脂结构胶抗压强度,当结构胶位移小于3 mm时,5%的硅微粉掺量比3%的硅微粉掺量的结构胶抗压强度高。当结构胶位移大于3 mm时,5%的硅微粉掺量比3%的硅微粉掺量的结构胶抗压强度低;当水泥∶纳米碳酸钙∶硅微粉=17∶10∶3.2时,改性后环氧树脂结构胶无流淌;改性后的环氧树脂结构胶具有良好力学性能,适用于建筑结构植筋、砼孔洞、裂缝、蜂窝露筋等损坏修补修复。

空气氛围中双酚A环氧树脂热解气态产物释放规律研究

为更好的实现气体组分分析法在中压开关柜局部放电检测这一领域的应用,文章对二氧化硅填料双酚A缩水甘油醚/乙二胺环氧树脂(DGEBA/EDA)进行热解气态产物释放规律研究。得出以下结论:二氧化硅填料双酚A缩水甘油醚/乙二胺环氧树脂(DGEBA/EDA)在空气氛围中200℃~800℃热解温度下仅有一个失重阶段为300℃~500℃,最大失重率为33.93%,生成的气态产物种类较多,主要包括氢气、一氧化碳、二氧化碳、烷烃、烯烃、炔烃、酮、醇、脂、醛、卤代烃、苯系物、杂环芳烃、链状及环状硅氧化合物,且各物质浓度变化规律较为复杂,整体上总烃和非甲烷总烃浓度呈先增大后趋于饱和的趋势。在200℃~300℃时,总烃浓度为11543.35~16544.13 ppm,非甲烷总烃浓度为11539.42~16526.97 ppm。

马来海松基环氧树脂的制备与性能研究

在“双碳”发展战略目标的背景下,为探索绿色环保型生物基环氧树脂在电工设备上的应用前景,本文以可再生资源松香为原料,制备了一种生物基树脂——马来海松基环氧树脂(MPAER)。以甲基六氢邻苯二甲酸酐(MHHPA)为固化剂,对MPAER/MHHPA体系的固化特性、热性能、力学性能和电气性能进行了系统研究,并和商用双酚A二缩水甘油醚(DGEBA)组成的DGEBA/MHHPA体系进行对比。结果表明:MPAER/MHHPA和DGEBA/MHHPA体系的固化反应活性相当,MPAER/MHHPA体系的玻璃化转变温度为112.8℃,其力学性能和电气性能均稍弱于DGEBA/MHHPA体系,其中MPAER/MHHPA体系的电气强度比DGEBA/MHHPA体系低9.4%。但MPAER/MHHPA体系的综合性能仍较好,可以通过对MPAER进行结构优化或者与其他类型的环氧树脂共混来进一步提高其性能。

纤维素基环氧树脂及其木材胶粘剂粘接性能研究

以碱活化的纤维素为原料,通过与环氧乙烷(EO)发生接枝液化反应,合成了液体纤维素基环氧树脂(PHECEP)。然后以E-51为基体树脂,胺类T31为固化剂,硅微粉、硅烷偶联剂KH-560和PHECEP为改性剂,制备纤维素基环氧树脂胶粘剂,并对其进行力学性能、热性能和耐化学性等测试。研究结果表明:在PHECEP掺入量为20%时,抗冲击强度从2.9 kJ/m^(2)提升到50.9 kJ/m^(2);当PHECEP掺入量为5%时,室温下固化7 d的纤维素基胶粘剂拉伸剪切强度比纯E-51提高了171.1%。掺入PHECEP后,实际拉伸剪切强度高于测试中的强度,并且在小分子溶剂中耐受性更优良。通过PHECEP/E-51材料的力学性能、干湿粘接强度、热稳定性和耐化学性等性能的综合评判,得到相对最优的木材胶粘剂配方为:5%PHECEP(相对于E-51质量而言),1%的KH-560、60%的硅微粉和18%的T31固化剂(分别相对于PHECEP和E-51总质量而言)。

双酚A型环氧树脂/催化型固化剂体系的粘度模型

研究了催化型固化剂用量对双酚A型环氧树脂体系粘度变化的影响规律。根据对树脂固化特性和等温粘度曲线的分析,建立了树脂体系的工程粘度模型。该模型能够有效地预测体系的粘度-时间-温度关系,反映了固化剂用量对固化过程中体系粘度变化的影响规律,为复合材料成型工艺模拟分析及工艺参数的准确制定奠定了基础。

芳胺固化双酚S环氧树脂动态力学性质的研究

用高分子材料动态力学谱仪研究了芳香二胺固化双酚 S环氧树脂 (BPSER)的固化过程 ,讨论了固化时间、固化温度及固化剂的摩尔比等因素对固化物玻璃化温度的影响 ,结果表明在理论固化剂用量条件下采用变温固化过程有利于反应的控制 ,并可以有效提高固化产物的玻璃化温度。文中进一步研究了利用双酚 S环氧树脂对双酚 A环氧树脂 (BPAER) /芳胺体系的改性作用 ,表明 BPSER与 BPAER/芳胺固化体系能在较宽的比例范围内很好地相容 。

衣康酸基环氧树脂和双酚A环氧树脂性能对比研究

为探索环保型生物基环氧树脂在电气领域的应用前景,该文比较了一种生物基树脂——衣康酸基环氧树脂(EIA)与双酚A环氧树脂(DGEBA)在理化参数、热性能、力学性能及电气绝缘性能等方面的优缺点。研究结果表明,EIA与DGEBA的环氧当量接近,同时两种树脂均具有典型的粘-温特性,EIA的流变性能略优于DGEBA,保证了其可加工性;EIA固化体系的玻璃化转变温度和5%热裂解温度略低于DGEBA;EIA固化体系的击穿场强(32.1kV/mm)略低于DGEBA(36.7kV/mm),且泄漏电流高于DGEBA约13.4%,表明EIA的电气绝缘性能稍弱于DGEBA;力学性能测试表明,EIA固化体系的平均抗拉强度和弯曲强度分别比DGEBA低15.3%和28.5%;与此同时,EIA固化体系的吸水率略高于DGEBA,且高温水解能力较强,或将限制其户外应用前景。综上所述,EIA作为基体树脂受交联密度与分子内酯键影响,较双酚A环氧树脂在力学性能、热稳定性、电气强度方面略有不足,耐热性、黏性相近,而在可降解特性、环保性等方面更优异。后期可通过增加交联度以及通过与双酚A等其他类型环氧树脂进行共混以提高其各项性能。

双酚S/双酚A环氧树脂固化物的相容性研究

采用高分子材料动态力学谱 (TBA)和傅立叶变换红外光谱 (FTIR)两种方法研究了双酚S/双酚A环氧树脂 /芳胺固化体系的固化过程。探讨了在双酚S环氧树脂 (BPSER)和双酚A环氧树脂 (BPAER)以不同质量比与固化剂 4 ,4′-二氨基二苯甲烷 (DDM )组成固化体系中 ,所得固化产物的相容性。结果表明 ,在一个很宽的BPSER/BPAER比例范围 。

双酚A型环氧树脂/DDS固化剂体系的流变特性及其黏度模型研究

通过DSC和黏度测量,研究了反应型固化剂DDS(二氨基二苯基砜)用量对双酚A环氧树脂体系黏度变化的影响规律。研究结果表明,流变特性与固化特性随固化剂用量的变化规律相似。DDS的用量在一定范围内对环氧树脂体系流变特性影响不大。建立了环氧树脂工程黏度模型,该模型能够有效的预测体系黏度变化的工艺窗口并进行黏度预报,为复合材料成型工艺的顺利实施以及工艺参数的科学制定提供基础。

双酚F环氧树脂/DDM体系固化动力学的研究

利用差示扫描量热法(DSC)和极值法对两种同分异构体比例不同的双酚F环氧树脂(BPF-EP)/DDM体系固化动力学进行了研究,求得了体系的固化动力学参数,并对同分异构体比例与固化特性之间的关系进行了初步讨论。结果表明:当2,2′-结构含量由23.8%增加到31.5%时,由Kissinger和Ozawa方法计算得到的BPF-EP/DDM固化体系的表观活化能分别由58.57kJ·mol-1和62.53kJ·mol-1降至46.32kJ·mol-1和50.88kJ·mol-1;由Crane方程求得的表观反应级数分别为0.890和0.865。

有机硅改性双酚F环氧树脂固化反应

合成了环氧树脂新型有机硅改性剂3,3′,3″,-三羟基苯氧基硅烷三缩水甘油醚,用加热红外光谱及差热扫描(DSC)测试技术研究了其反应活性及改性双酚F环氧树脂的固化特性,测试了固化物的性能。结果表明,有机硅的反应速率低于双酚F环氧树脂;2,4-咪唑质量分数为2%时,有机硅的固化温度范围较双酚F环氧树脂降低约20℃。Kissinger法计算改性双酚F环氧树脂的固化反应活化能为50.53kJ/mol,低于未改性树脂(66.68kJ/mol),频率因子对数值为9.783,低于未改性树脂(16.379),反应速率常数低于未改性树脂。合成的改性剂可使双酚F环氧树脂固化物的拉伸强度、弯曲强度分别提高10.4%及53.6%,线性热膨胀系数降低18.8%,抗开裂指数提高52.2%,同时保持固化物较高的玻璃化温度。

RTM工艺用双酚F型环氧树脂体系研究

本文选用二乙烯三胺和二乙氨基丙胺作固化剂,系统地研究了用于RTM工艺的低粘度双酚F型环氧常温固化体系的工艺特性及力学性能。研究结果表明,用二乙烯三胺固化双酚F型环氧时,其固化物力学性能优异,但适用期较短;用二乙氨基丙胺部分替代二乙烯三胺,得到了适用期为36m in的树脂体系(二乙烯三胺用量2phr、二乙氨基丙胺用量4phr),其树脂固化物拉伸强度为66.8MPa,弯曲强度为102.0MPa。用所确定的树脂体系制得的碳纤维复合材料综合力学性能优良,树脂与碳纤维界面粘结良好,将其应用于RTM成型某型号舱段的制备,制品综合性能优良。

双酚F环氧树脂的改性研究

合成了双酚F/间苯二酚共聚型环氧树脂、二甲基二酚羟基有机烷氧基硅烷,并考察了双酚F/间苯二酚共聚型环氧树脂的性能以及不同二甲基二酚羟基有机烷氧基硅烷用量对双酚F环氧树脂固化物性能的影响。结果发现:改性后的树脂粘度降低,其固化物的耐热性提高,力学性能得到显著改善。

双酚-S环氧树脂与间苯二胺固化反应动力学

用示差扫描量热法(DSC)研究了双酚-S环氧树脂(BPSER)与间苯二胺固化反应的历程。实验结果表明,固化反应主要分为2个阶段,前期由化学动力学控制,服从自催化机理,实验数据利用Kamal方程处理得到2个速率常数k1、k2及2个反应级数m、n,k1、k1值随反应温度的升高均呈增大的趋势,总反应级数m+n在2～2 5之间;反应活化能E1、E2分别为64 18kJ/mol和48 30kJ/mol。当反应程度达到60%左右后,由于交联程度增加,分子质量迅速增大,分子间扩散较慢,进入反应的第二阶段,主要由扩散作用控制固化速率。文章还讨论了该体系固化反应的分子机理,认为其经历了三分子的过渡态。