不饱和聚酯树脂/CaCO_3体系固化动力学非等温DSC研究

采用示差扫描量热(DSC)法对不饱和聚酯树脂(UP树脂)/CaCO3复合体系的固化过程进行研究,得出不同升温速率下UP树脂/CaCO3复合体系固化过程中的DSC曲线,并由动态DSC曲线求出固化反应的活化能、固化反应级数及动力学方程中的指前因子等参数,建立了复合体系固化反应动力学的数学模型。

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。

非等温DSC法研究环氧树脂体系固化动力学

采用差示扫描量热法(DSC),研究了复合材料用双酚A型环氧树脂(E51)体系的固化过程,基于多个线性升温数据,建立了E51体系的n级动力学模型和非模型动力学,对比和分析了n级动力学模型和非模型动力学在描述该环氧树脂体系固化行为的适应性,并与传统预测固化条件的方法进行了比较。结果表明,非模型动力学能更准确地描述和预测该环氧树脂体系的固化行为,为固化条件的选择提供一定的指导价值。

高性能航空复合材料用环氧树脂的固化反应动力学

针对高性能航空复合材料用环氧树脂的固化反应,采用非等温差示扫描量热仪(DSC)对其进行研究。通过模拟n级反应动力学模型,利用Kissinger方程、Arrihenius公式等以及特征温度-升温速率外推法,计算出该固化体系的表观活化能E a、指前因子A和固化反应级数n等动力学参数以及最佳固化温度。结果表明,环氧树脂的固化起始温度T i为142.40℃,固化温度T p为228.26℃,后固化温度T f为267.67℃,固化时间为32 min。

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级反应模型与实验值相差较大,自催化(m,n)模型计算得到的曲线能够很好地与实验值吻合;固化工艺为100℃2h+130℃2h+160℃2h+180℃2h,并通过红外光谱测试证实了环氧固化物均已固化完全;冲击性能表明,添加TSPZ-EP后改善了环氧固化物的韧性。

几种聚脲体系的固化反应动力学研究

采用非等温差示扫描量热(DSC)法研究了不同升温速率下F524树脂、F520树脂、W-a树脂、W-b树脂以及W-a/W-b混合树脂与HDI三聚体的固化反应过程,通过模拟n级反应动力学模型,采用Kissinger方程和Crane方程计算出各聚脲体系固化反应的动力学参数,对比研究了各单一树脂体系以及混合树脂体系的固化反应影响规律。研究发现:4种单一树脂体系的固化反应活性及反应速率与树脂体系的分子量有关,树脂体系分子量越小,反应活性越高,将不同分子量树脂混合后的树脂体系,其固化反应活性及反应速率相较于单一树脂更高。

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．

热固性树脂固化反应动力学模型研究进展

系统归纳了采用DSC法建立的热固性树脂固化反应动力学模型,包括模型拟合法及无模型法。模型拟合法的关键在于确定动力学三因子,即反应模型、频率因子和反应活化能。无模型法可避免因反应模型的选择不当而造成的动力学参数的偏差。最后探讨了模型拟合法和无模型法的使用局限。

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.

环氧树脂固化动力学的研究及应用

等温和非等温DSC是研究环氧树脂固化动力学的有效方法,本文综述了采用DSC法研究环氧树脂固化动力学方法(模型拟合法和非模型法)的研究进展,介绍了环氧树脂动力学研究在不同环氧树脂体系中的应用,并展望了动力学研究的发展方向。

复合材料压力容器的树脂体系的固化动力学研究

本文采用非等温DSC方法对碳纤维增强复合材料压力容器的树脂体系进行固化动力学研究。应用Malek方法处理实验数据,得到此树脂体系机理函数服从一个二参数(m,n)的自催化模型,其中活化能通过Ozawa法得到。通过温度场模拟结果与试验值比较,验证本文建立的动力学模型的可靠性。因此,可为复合材料压力容器固化成型过程中瞬态温度场的模拟提供必要子模型。

不饱和聚酯树脂/复合引发体系固化反应动力学研究

采用差示扫描量热法(DSC)研究不饱和聚酯树脂/复合引发体系的等温固化反应动力学。选择修正的自催化模型对等温固化DSC数据进行处理,用最小二乘法进行非线性回归,确定等温反应速率常数k0和反应级数m、n,得到动力学方程。结果表明,不同温度下该模型拟合曲线的相关系数均在98%以上,与实验数据点相吻合,因此所选模型对该体系适用。

最概然Malek法分析TDE-85/MeNA环氧树脂体系固化机理

采用非等温DSC法对三官能团环氧树脂TDE-85与甲基纳迪克酸酐(MeNA)固化体系进行了放热特性分析,升温速率分别为5k/min、10k/min、15k/min、20k/min、25k/min及35k/min。在此基础上重点提出最概然Malek-Flynn-Wall-Ozawa分析法,对其固化反应机理进行固化动力学参数分析,建立了能够正确描述固化反应过程的机理模型。该方法求得固化体系反应表观活化能为E=67.05kJ/mol,表观指前因子为A=5.05×109s-1,反应机理函数为f(a)=22.24(1-a)1.76。最后通过实验数据对最概然Malek-Flynn-Wall-Ozawa分析法进行验证,证明该方法能够精确的描述固化反应过程和机理特征。

甲基芳炔单体的合成及其非等温固化动力学分析

以甲基三氯硅烷、苯乙炔为原料,通过格利雅反应成功制备甲基三苯乙炔基硅烷单体(MTPES)。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、核磁氢谱(~1 H-NMR)表征其分子结构,并采用非等温差示扫描量热法(DSC)结合四种常见的固化动力学分析(Kissinger、Ozawa、Flynn-Wall-Ozawa、Friedman)获得了MTPES的动力学参数和固化机理。实验结果表明,MTPES单体的熔点为130℃,固化过程符合自催化反应模型,固化表观活化能为112.58kJ/mol,指前因子lnA为21.22s^(-1),反应级数n、m分别为1.20、0.56。

基于变活化能模型的T800/环氧树脂预浸料固化反应动力学研究

为了深入了解某新型高温固化T800/环氧树脂预浸料的固化行为,借助差示扫描量热仪(DSC),采用非等温DSC法研究了T800/环氧树脂预浸料的固化反应过程。基于唯象模型,系统研究了该预浸料的固化反应特征温度及固化动力学参数,确定该预浸料中环氧树脂的固化反应动力学模型为自催化模型。采用等转化率法,分析了预浸料中环氧树脂的反应活化能随固化度的变化情况,结果表明在整个固化反应过程中,树脂固化反应活化能变化较大,传统模型法基于全固化过程活化能不变的假设无法准确描述该固化反应。采用变活化能自催化模型,利用粒子群全局优化算法,得到了T800/环氧树脂预浸料的固化动力学方程,结果表明该模型能较好地描述实验现象,可为进一步研究该预浸料的热力学性能及其成型过程中的质量控制提供理论基础。

木质素基环氧树脂固化动力学模型及固化特征

采用工业碱木质素合成环氧树脂,在空气气氛下利用非等温热失重技术研究木质素基环氧树脂(LGEP)固化特征。采用自催化反应模型计算得到了LGEP体系的固化反应动力学参数,并得到LGEP体系的固化反应动力学模型。结果表明,自催化反应模型得到的模拟曲线与实验得到的DSC曲线的一致性较好。利用外推法得到了LGEP体系的固化凝胶温度Ti0=454.88K,固化温度Tp0=507.55K,后处理温度Tf0=598.77K。通过比较得出实验结果与模型计算值较一致。

多官能团环氧树脂体系的固化反应

采用非等温差示扫描量热(DSC)对多官能团环氧树脂体系固化反应进行了研究,确定了环氧树脂所用固化剂为甲基纳迪克酸酐(MNA)。对AG-70/MNA/2-乙基-4-甲基咪唑(EMI-2,4)环氧树脂体系在不同升温速率下的固化反应进行测试,根据DSC曲线,用温度-升温速率外推法,求出环氧树脂体系的三个特征温度,温度参数能为制定合适的固化工艺提供指导。采用Kissinger和Crane方程计算了环氧树脂体系的固化动力学参数,建立了基于n级反应理论的动力学模型。对固化度、反应速率与温度、时间的关系曲线进行了分析,得到的结果与实际变化趋势一致。

烯丙基酚醛树脂的固化动力学

利用差示扫描量热法分析了烯丙基酚醛树脂在不同升温速率下的固化行为,用Kissinger法和KAS(Kissinger-Akahira-Sunose)法对获得的动力学数据进行处理,得到了固化反应动力学参数,并建立了烯丙基酚醛树脂的固化动力学模型.结果表明:与纯酚醛树脂相比,烯丙基酚醛树脂固化温度较高,反应级数更接近于1,固化反应所需的平均表观活化能较低,为111.45kJ/mol;在整个固化过程中,烯丙基酚醛树脂的活化能较为恒定,随温度变化不大;烯丙基酚醛树脂固化动力学模型为研究该体系固化工艺参数提供了理论依据.

碳纤维/环氧树脂预浸料固化动力学建模研究

采用动态及等温的差示扫描量热法(DSC)对碳纤维/环氧树脂预浸料体系的固化过程进行了研究,分别建立了预浸料的玻璃化转变温度方程和固化动力学方程。通过n级反应动力学模型、自催化模型以及改进后的Kamal模型3种方法对预浸料体系固化动力学方程进行建模和对比,并通过等温DSC试验数据对模型进行验证。最终结果表明,预浸料的固化过程可以分为两个子反应,改进后的Kamal模型能够更为准确的描述该固化过程,拟合数据与动态和等温试验数据均能很好的吻合。

一种高温碳纤/环氧预浸料的固化反应动力学

为深入了解某新型高温固化碳纤维增强环氧树脂基预浸料的固化行为,采用唯象模型,借助动态差式扫描量热(DSC)测试手段,系统研究了预浸料的固化反应特征参数、固化度变化等因素,同时建立了该预浸料树脂的固化动力学方程,并根据研究结果确定了该体系树脂的表观特征固化温度,为该预浸料复合材料固化工艺的选择和优化提供了理论依据和基础数据。