酚醛树脂泡沫充填材料反应温度和膨胀倍数影响因素研究

酚醛树脂泡沫快速的发泡性能和高膨胀倍数,能够使其在极短的时间将煤矿冒落区的大空穴充满,并具有一定的支撑能力,而发泡剂和助剂是影响酚醛树脂泡沫的主要因素,对物理发泡剂和化学发泡剂进行了比较,测试了膨胀倍数、最高反应温度、抗压强度、固化时间和泡孔结构等指标。研究结果表明,相同量的化学发泡剂要优于物理发泡剂,而将两者混合使用后可以取得更好的发泡效果;随着发泡剂添加酚醛树脂泡沫膨胀倍数逐渐增加,当膨胀倍数超过40倍后其抗压强度将低于标准指标要求,因此膨胀倍数在25~40倍时为最佳;添加高热容助剂可以有效降低最高反应温度,但添加量过大时会延长酚醛树脂泡沫的固化时间导致成型慢,进而影响施工效果,因此助剂添加量在10%~15%时,可以有效降低最高反应温度,并对固化时间影响较小。

基于多通道原位红外光谱技术的环氧涂层恒温固化反应研究

目的拓展多通道原位红外光谱技术的应用,探究环氧树脂在固化行为中的分子结构变化以及不同固化深度下的动力学参数与恒温固化模型。方法采用多通道原位红外光谱的表征方法,对N,N,O-三缩水甘油基对氨基苯酚(环氧树脂AFG-90)与甲基纳迪克酸酐(MNA)的环氧涂层的固化过程进行30、40、50、60、70℃等5个温度下的原位红外光谱监测,基于特征官能团吸光度的变化,研究恒温固化模型。结果通过特征官能团吸光度与温度、时间的关系,计算得出AFG-90与MNA的环氧树脂固化体系在不同温度下的固化模型、达到不同固化度下的固化时间,求解得在不同固化深度下的活化能Ea主要在58~74 kJ/mol变化,且其均值为69.43 kJ/mol。结论获得了AFG-90与MNA的环氧树脂固化体系在固化过程中动力学参数和模型,同时试验结果表明,多通道原位红外光谱技术是研究高分子材料固化反应动力学的有效表征方法。

三聚氰胺-尿素-乙二醛共缩聚树脂的固化性能及结构分析

为降低木质人造板产生的游离甲醛对人体健康和环境造成的危害,本论文采用低毒且常温下不挥发的乙二醛(G)与三聚氰胺(M)和尿素(U)进行反应,制备三聚氰胺-尿素-乙二醛(MUG)共缩聚树脂。采用动态热力分析(DMA)方法研究了原料摩尔比、反应pH、反应温度、反应时间对MUG树脂固化性能的影响;采用^(13)C-NMR和XPS等分析手段对树脂结构进行表征;并以不同原料摩尔比的MUG树脂制备胶合板并测定其物理力学性能。结果表明:MUG树脂稳定性较好,常温下外观为金黄色透明液体;树脂的固含量及黏度受原料摩尔比的影响较大,均随着M添加量的增多而增大;^(13)C-NMR和XPS分析证明了体系中M、U、G三者之间的共缩聚反应。当原料摩尔比R=n(M)∶n(U)∶n(G)=0.^(13)∶0.30∶1.0、反应温度70℃、反应pH为5.0~6.0、反应时间50 min时,所合成树脂具有较低的固化温度和较高的储能模量,所制得胶合板的干状剪切强度、冷水24h湿强度和热水3h湿强度均较好,分别为2.11MPa、1.24MPa和0.75MPa。

湿法缠绕用环氧树脂固化反应研究

用简单的ｎ级动力学反应模型模拟高性能湿法成型用的环氧树脂配方的固化反应，并且利用ＤＳＣ技术检测了其整个固化反应的实际状态，比较了相应的理论预测与实验结果，实验证明采用优化固化温度和操作条件时其树脂力学性能得到明显的提高。

树脂传递模塑过程的固化反应热效应的数值分析

根据化学热力学,分析了双马来酰亚胺树脂传递模塑过程的固化反应热效应现象;采用增量方法,根据化学反应动力学模型,推导了反应热释放量及其强度的数值计算式。采用有限元方法,数值模拟了在复杂变温条件下的树脂固化反应过程,获得了树脂温度、固化率、反应热释放量及其强度在时空间的分布规律,进而分析了影响因素。

呋喃脲醛树脂结构分析及其酸固化反应原理

采用红外光谱、核磁共振谱等测试手段，分析了呋喃脲醛树脂的主体结构组成。探讨了反应条件对树脂固化过程的影响。实验结果表明：呋喃脲醛树脂在固化过程中发生了两种类型的反应，即羧基与羟基、羟基与酰胺活泼氢或呋喃环α－Ｈ之间的失水缩合反应，以及呋喃环破裂，然后进一步加成的聚合反应；酸量增加，酸性增强，均有利于反应的进行。

含联苯结构环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的制备及其固化反应动力学

采用含联苯结构环氧树脂3,3',5,5'-四甲基联苯二酚二缩水甘油醚(TMBP)与层间距为2.33 nm的有机蒙脱土(O-MMT)进行插层复合,并选用芳香型固化剂4,4'-二氨基二苯甲烷(DDM),制备了TMBP/DDM/MMT纳米复合材料.采用非等温差示扫描量热法(DSC)研究该体系的固化反应动力学,求得其表观活化能ΔE=51.25 kJ/mol,反应级数为0.88.采用X射线衍射(XRD)研究蒙脱土的质量分数对其在环氧树脂中的插层及剥离行为的影响.结果表明:只有在蒙脱土的质量分数较低时才能得到剥离型纳米复合材料;性能测试数据表明,该复合材料具有较高的拉伸强度、弯曲模量、冲击强度和较高的玻璃化转变温度.

二维红外相关光谱在双氰胺固化环氧树脂体系中的应用

利用原位红外加热炉模拟双氰胺固化环氧树脂体系的固化反应过程,实时测试并记录反应过程中官能团结构的变化;将一维红外光谱和二维红外光谱相结合进行分析,给出固化过程中各官能团的变化顺序和趋势。在双氰胺固化环氧树脂体系中,双氰胺首先分解成氰基胺,然后再和环氧树脂发生开环加成反应,生成亚胺结构,通过重排生成酰胺结构。双氰胺分解为氰基胺的反应是可逆反应。将原位红外、一维红外与二维红外三者结合是阐明热固性树脂固化反应机理的非常有效的手段。

动态热力分析对氰酸酯树脂及其复合材料结构与性能的影响

使用红外光谱、同步热分析和动态热力分析(DMA)对氰酸酯(CE)树脂及其复合材料在DMA测试前后结构和性能的变化进行了研究,考察DMA测试对其结构和性能的影响。结果表明:在高温下,力的作用是改变CE及其复合材料结构的主要因素;DMA测试过程的高温会使氰酸酯树脂进一步固化,从而提高树脂及复合材料的储能模量;高温和力的共同作用会使纯CE树脂的链段长度分布变宽,使CE/ZrO2复合材料界面相与基体相的内耗峰融合。

纳米SiO_2/环氧树脂/空心微珠反应动力学研究

研究了纳米SiO2/环氧树脂/空心微珠体系的粘度特性,说明填料的加入对体系有一定的增粘作用。同时,采用示差扫描量热法(DSC)研究了纳米SiO2/环氧树脂/空心微珠体系的固化过程,利用不同升温速率下的DSC曲线求出三元体系的表观活化能、反应级数和频率因子等参数,得出了固化体系的反应动力学方程。

苯胺衍生物改性酚醛树脂的性能和结构表征

选用某种叔胺类化合物作苯酚和甲醛反应的催化剂,并加入少量苯胺衍生物,制备了一种分子量较高的改性酚醛树脂。根据IR、NMR和GPC的测试分析,对苯胺衍生物改性酚醛树脂的结构特征等进行了研究。它与环氧树脂合成压制的玻璃布层压板的浸水后绝缘电阻可达1011Ω以上,其它主要性能也达到了国外同类产品水平。

LF-1型低毒脲醛树脂的固化和固化反应动力学

本文通过热分析研究了脲醛树脂的催化固化反应。比较了几种固化剂的性能,选择有效的固化剂,确定最佳固化条件以及判断树脂的固化深度。反应动力学研究结果表明,脲醛树脂的固化过程可用自加速型反应机制描述,固化反应动力学模型为:da/dt=3.685×10^(13)e^(-92110/(RT))α^(0.8)(1-α)^(1.2),活化能E=92.11kJmol^(-1),前置因子A_0=3.685×10^(13)min^(-1)。

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=49.18 kJ/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℃).

杉木液化液交联苯酚-甲醛合成新型木材胶黏剂(英文)

探讨一种无污染、无废弃物排放的胶黏剂合成工艺———碱性的杉木液化物与少量的苯酚、甲醛合成一种高性能的木材胶黏剂。检测胶黏剂的游离苯酚和游离甲醛、胶合板的胶合性能和甲醛释放量,并与工业用酚醛树脂进行性能比对。结果表明:杉木液化物-苯酚甲醛胶黏剂具有较低的游离苯酚和游离甲醛,其制得的胶合板具有更好的胶接性能和更低的甲醛释放量。红外分析结果表明:杉木液化物与苯酚、甲醛发生了化学反应,并生成了高聚物化学结构。DSC结果显示:杉木液化物-苯酚甲醛胶黏剂需要更高的固化温度,但不影响其实用性。

工装模具对复合材料件固化变形影响的有限元分析

碳纤维增强树脂基复合材料整体化成型过程中,成型工装与复合材料构件之间的热不匹配、框架式工装变形及温度分布都会对复合材料构件的固化变形造成一定的不利影响。本文利用ABAQUS有限元分析软件,从工装结构形式和模具材质的角度分析了工装结构对U形复合材料件固化变形的影响。对于企业中广泛使用的3种成型工装结构(斜撑式、立柱式、侧板式),立柱式成型工装在加热固化过程中,温度分布更均匀,使复合材料件的固化变形更小;而在模具的材质(普通碳钢、Invar钢、复合材料)方面,复合材料模具由于热膨胀系数与U形结构件更接近,相对于其他材质的模具,对复合材料件的固化变形影响较小。

双组分复合材料修补树脂及胶黏剂的固化工艺与动力学

通过原材料选材和配方优化研发了可以在较低温度固化的耐温复合材料修补用树脂及胶黏剂。用纳米橡胶改性可以在不降低耐温性能的情况下显著提高胶黏剂的剪切强度性能。通过动态差示扫描量热分析(DSC)研究了树脂及胶黏剂的固化特性。基于不同升温速率(β)下固化起始温度T_(onset)和峰值温度T_(p)的变化,获得了T_(onset)或T_(p)对lnβ的线性方程,可以更合理地确定固化温度参数。T_(p)对lnβ的线性关系式可以用于解释表观活化能大小的变化规律,即表观活化能(E_(a))约等于RT_(1)^(2)/ΔT。

环氧复合体系的增韧及其固化动力学研究

采用超支化环氧树脂(HBEP)对环氧复合体系(NPEL-127/NPPN-631/TMPMP)进行增韧改性,并采用非等温差示扫描量热分析(DSC)法研究了HBEP对环氧体系固化反应动力学的影响。此外,采用T-β外推法,确定了HBEP增韧环氧体系的固化温度。选用Kinetics Neo分析软件中的几种动力学方法进行建模,得到固化反应参数。然后进行不同温度下的等温固化反应预测,并结合实际固化时间和固化程度测试,对比分析了模型及非模型方法描述固化行为的适应性。研究结果表明:当w(HBEP)=10%时,固化反应的起始温度提前了10℃左右,并降低了固化体系的焓变值。与传统的模型拟合法相比,非模型动力学中的Numerical法能够更精准地预测本体系的固化反应历程。通过Numerical法来模拟HBEP增韧环氧体系在等温固化和分步固化两种工艺下的固化度,进而确定了该反应的最佳固化工艺为100~130℃/60 min+130℃/40 min+130~200℃/14 min,为优化环氧胶粘剂配方和固化工艺提供了理论依据。

清漆产品中氨基树脂固化剂结构及含量分析方法研究

阐述了清漆产品中氨基树脂固化剂结构以及含量的分析方法,采用仪器分析综合手段对清漆中氨基树脂固化剂进行定性、定量综合分析,利用红外光谱以及热裂解–气质联用色谱分析仪对氨基树脂种类以及结构进行确认,利用热失重分析仪对氨基树脂在清漆中含量进行确认,最终能够实现未知清漆中固化剂含量确认。

取代基对苯并恶嗪树脂合成及性能的影响

苯并恶嗪树脂具有灵活的分子结构设计性,可采用不同原料合成各种特定结构的苯并恶嗪以满足不同应用的性能要求。文中分别对酚、胺、醛上的取代基对苯并恶嗪的合成反应、聚合反应和固化物结构与性能的影响进行了综述,以期为苯并恶嗪树脂的分子结构设计提供参考。

聚酰亚胺-环氧树脂胶黏剂的固化动力学研究

以2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPOPP)和2,2-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐(BPADA)为原料在室温下于DMAc溶剂中合成了一种新型聚酰亚胺,并用其改性环氧树脂体系获得聚酰亚胺-环氧体系胶黏剂。利用差示扫描量热计(DSC),以不同的升温速率对聚酰亚胺-环氧树脂胶黏剂进行DSC扫描;并对聚酰亚胺-环氧树脂胶黏剂的固化反应动力学进行研究,采用Kissinger法计算出该聚酰亚胺-环氧树脂体系胶黏剂的活化能为76.64kJ/mol;结合Crane公式求出该体系的反应级数为0.9;并确定了频率因子A、峰温时的反应速率常数Kp。结合不同升温速率的DSC谱图,以外推法确定了聚酰亚胺-环氧树脂胶黏剂固化工艺为130℃/1h→160℃/2h→180℃/3h。