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復(fù)合固化劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-6-24 17:50:05 |
采用DSC方法研究了復(fù)合固化劑固化體系對(duì)3221環(huán)氧樹脂固化反應(yīng)的影響，探討了復(fù)合固化劑反應(yīng)機(jī)理。
與單獨(dú)使用雙氰胺相比，取代脲在相對(duì)較低溫度下分解，分解產(chǎn)物催化或激活了環(huán)氧樹脂固化反應(yīng)，這就是該種促進(jìn)劑降低體系固化溫度的原因。
采用復(fù)合固化劑可以使整個(gè)固化過程的溫度降低，其中Tp下降56℃。實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)表明，最高固化溫度可降低40℃～50℃;但樹脂體系的室溫貯存期亦縮短，不過仍可達(dá)到1～2個(gè)月。
體系的固化動(dòng)力學(xué)。環(huán)氧樹脂固化劑體系的反應(yīng)活性既與環(huán)氧樹脂有關(guān)，也與固化劑有關(guān)。固化動(dòng)力學(xué)研究是體系固化工藝模型研究的基礎(chǔ)。動(dòng)態(tài)DSC法是研究樹脂固化動(dòng)力學(xué)最常用的方法。
將固化劑加入3221樹脂中并用膠體磨研磨均勻，在不同升溫速率條件下進(jìn)行DSC測定。對(duì)體系1和2的-ln(ΒT2p)～1Tp作線性回歸，求得體系1直線的斜率為17.06×103，體 系2直線的斜率為10.13×103。
再根據(jù)Kissinger方程，可計(jì)算3221環(huán)氧樹脂采用固 化體系1即雙氰胺固化的Ea為142kJ/mol，采用固化體系2即雙氰胺+取代脲固化的Ea為84.2kJ/mol，兩種固化體系的活化能相差58kJ/mol。
活化能是固化體系發(fā)生反應(yīng)所需能量 的量度，其值越大，則固化反應(yīng)所需能量越多，固化溫度越高。從活化能差異說明，取代脲的加入降低了環(huán)氧樹脂固化反應(yīng)的活化能，因而使反應(yīng)溫度降低，進(jìn)一步證明了取代脲確實(shí)對(duì)雙氰胺固化的3221體系有顯著的促進(jìn)作用。
固化工藝參數(shù)預(yù)測。試驗(yàn)得知DSC曲線的三個(gè)特征溫度T(特征) 均隨著升溫速率Β不同而變化，而且隨Β增加而提高。其原因可解釋為Β較高時(shí)，體系吸收能量時(shí)間較短，從外界吸收的能量較少，即反應(yīng)的滯后較多，因此T(特征)會(huì)相應(yīng)提高。
二乙基甲苯二胺(DETDA)
本產(chǎn)品產(chǎn)量：60噸/月
發(fā)貨港口：上海港
價(jià)格報(bào)價(jià)有效期：15天
進(jìn)倉時(shí)間：15天內(nèi)（商檢報(bào)關(guān)）
出口權(quán)限：本公司自營進(jìn)出口權(quán)
這就是在測定某一熱固性材料的固化溫度時(shí)，升溫速率與T(特征)幾乎線性變化的原因，并因此使樹脂的實(shí)際固化溫度與試驗(yàn)值難以統(tǒng)一。
為此，工程上采用不同的升溫速率Β測試得出不同的固化溫度，然后用外推法以求得固化工藝溫度的參數(shù)值，再從實(shí)踐應(yīng)用中找出最佳值。將Tab.2中各特征溫度Ti，Tp和Tf分別對(duì)Β作圖，并進(jìn)行線性回歸將Fig.1的三條直線外推到Β等于零時(shí)的三點(diǎn)溫度取作固化工藝的特征溫度，分別定義為凝膠溫度Tgel，為100℃;固化溫度Tcure，為128℃;后處理溫度Ttreat，為197℃。這種預(yù)測工藝參數(shù)的方法對(duì)確定體系最佳固化工藝具有一定的指導(dǎo)作用。
固化工藝參數(shù)驗(yàn)證。固化度Α是熱固性材料的一個(gè)重要參數(shù)，用DSC法可以方便地測定。環(huán)氧樹脂的固化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放熱的多少與樹脂官能度的類型、參加反應(yīng)的官能團(tuán)的數(shù)量、固化劑種類及其用量等有關(guān)。
對(duì)于一個(gè)確定的樹脂體系，單位質(zhì)量的固化反應(yīng)熱是一定時(shí)，固化度Α就可以用下式計(jì)算: Α=(?H0-?HR)?H0(2)式中:?H0——樹脂體系進(jìn)行完全固化時(shí)所放出的總熱量，?HR——未進(jìn)行固化的樹脂繼續(xù)完成固化時(shí)的剩余反應(yīng)熱，其值均可由DSC曲線放熱峰面積得到。
為了對(duì)2.3節(jié)預(yù)測的工藝參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，在不同溫度和時(shí)間條件下固化3221樹脂，將試樣進(jìn)行DSC測試，計(jì)算得到Α、固化條件和固化度。
從工藝參數(shù)預(yù)測得到的Tgel為100℃，在實(shí)際固化過程中的含意應(yīng)該是反應(yīng)發(fā)生 的溫度，即當(dāng)溫度大于100℃固化反應(yīng)才能發(fā)生。但樹脂在80℃下保溫2h，Α也達(dá)到了72.7%。
筆者認(rèn)為:當(dāng)體系在80℃保溫時(shí)，開始可能只有少部分活性較大基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，由于環(huán)氧固化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，結(jié)果產(chǎn)生熱量積累，使體系局部的溫度上升，從而引起更多基團(tuán)的反應(yīng)，放出更多的能量使反應(yīng)得以持續(xù)進(jìn)行。
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