3234中温固化环氧树脂体系的固化反应动力学研究
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环氧树脂固化的温度-黏度-时间的关系
环氧树脂体系的流变性质随时间发生改变具有一定的规律,对于浇注成型来说,这个规律相当重要。
经过试验证明,要想得到良好的混合和低压填充,环氧树脂体系的初始黏度应尽可能小,必须在固化点之前而黏度又不大的某一时间完成填充。
环氧树脂体系固化过程中动态黏度的变化规律为:当温度升高至100~ 120℃时,树脂的黏度逐渐减小,静置1小时左右的时间,其黏度可低于10-1pa·s,呈液态,(水的黏度1*10-3pa·s),随着温度增加到固化温度(125℃)以及反应时间的增加,体系的黏度也逐渐增加,趋于固化。
基于环氧树脂的上述特性,特将浇注体的固化曲线确定为。
有机硅改性环氧树脂的光固化动力学与性能研究胡芳友;余周辉;何西常;赵培仲【摘要】目的研究紫外光固化有机硅改性环氧树脂的固化行为和性能.方法通过介电分析(DEA)研究光引发剂、热引发剂及有机硅含量对紫外光固化脂环族环氧树脂反应过程的影响,利用热重(TG)、差示扫描热(DSC)和显微硬度仪对有机硅树脂改性环氧树脂性能进行分析.结果发现光引发剂与热引发剂对固化效率可起到协同互补的作用,增加光引发剂和热引发剂的浓度,可缩短引发时间,加快固化速率,提高固化效率.与纯环氧树脂相比,有机硅改性环氧树脂的固化效率和初始分解温度都有所下降,但高温阶段降解速率明显降低,500 ℃的残炭率也得到提高.当加入质量分数为10%的有机硅时,固化物表现出较好的耐热性能,树脂维氏硬度可达31.75HV.结论紫外光可以很好地固化有机硅改性环氧树脂.%Objective To study curing behaviors and properties of UV cured organic silicone modified epoxy resin. Methods The effects of amount of photo/thermal initiator, organic silicon on UV curing process of cycloaliphatic epoxy acrylate were studied by dielectric analysis (DEA). The property of organic silicon modified epoxy resin was analyzed by TG, DSC and microhardness tester. ResultsPhoto/thermal initiator had the effect of cooperative complementary on curing effect. Increasing the amount of photo/thermal initiator could shortened the initiation time, speeded up the curing rate and improved the efficiency of curing. Compared with pure epoxy resin, curing efficiency and initial decomposition tempera-ture of silicon modified epoxy resin decreased while decomposition rate decreased in high temperature and the char yie ld was also improved at 500℃. With the addition of 10%organic silicon content, cured films showed good resistance and the Vickers hardness of the resin could reach 37.15HV. Conclusion UV light can effectively cure the modified epoxy resin.【期刊名称】《装备环境工程》【年(卷),期】2018(015)002【总页数】6页(P8-13)【关键词】紫外光固化;环氧树脂;有机硅;介电分析【作者】胡芳友;余周辉;何西常;赵培仲【作者单位】海军航空工程学院青岛校区航空机械系,山东青岛 266041;海军航空工程学院青岛校区航空机械系,山东青岛 266041;陆军工程大学,江苏徐州221004;海军航空工程学院青岛校区航空机械系,山东青岛 266041【正文语种】中文【中图分类】TB332;V258作为一种高性能紫外光(UV)固化树脂,脂环族环氧树脂具有抗拉与抗压强度高、耐高温、耐紫外光老化及耐候性好等优点,但也存在质脆、耐热性差、抗冲击韧性差等缺点[1-3],限制了其更广泛的应用,对脂环族环氧树脂的增韧改性研究也成为今后的研究热点。
环氧树脂的流变性能研究摘要:环氧树脂是一种重要的热固性树脂材料,在工程领域中具有广泛的应用。
对于环氧树脂材料的流变性能的研究,对于掌握其特性以及改善其加工和应用具有重要意义。
本文通过综述文献和实验方法,对环氧树脂的流变性能进行了研究。
引言:环氧树脂作为一种热固性树脂材料,具有许多优良的性能,如高强度、优异的耐化学性和耐热性等。
因此,在工程领域中被广泛应用于粘接、涂层、复合材料等领域。
环氧树脂材料的流变性能是影响其加工和应用的关键因素之一。
了解和研究环氧树脂的流变性能对于提高其加工和应用的效率具有重要意义。
一、环氧树脂的流变性能的研究方法1. 流变试验流变试验是研究环氧树脂流变性能的基本方法之一。
通过对环氧树脂的应力-应变关系进行测试和分析,可以获得其力学性能和变形行为。
常见的流变试验方法包括剪切流变、弯曲流变和压缩流变等。
通过这些试验,可以获得环氧树脂在不同温度和应变速率下的流变特性,进而了解其流变行为规律。
2. 动态力学分析动态力学分析是研究环氧树脂流变性能的重要手段之一。
通过对环氧树脂样品的频率扫描和温度扫描等实验,可以获得其动态模量、损耗模量和相位角等信息。
这些参数可以反映环氧树脂材料的刚度、粘弹性和胶黏性等特性,为进一步研究其流变性能提供依据。
二、环氧树脂的流变性能研究结果与分析1. 温度对环氧树脂流变性能的影响温度是影响环氧树脂流变性能的重要因素之一。
研究发现,随着温度的升高,环氧树脂的粘度下降,流动性增加。
同时,温度的变化对环氧树脂的弹性模量、剪切模量和粘度等性能参数也有明显影响。
因此,在环氧树脂的加工和应用过程中,需要控制温度以获得所需的流变性能。
2. 应变速率对环氧树脂流变性能的影响应变速率是另一个影响环氧树脂流变性能的重要因素。
研究发现,随着应变速率的增加,环氧树脂的黏度增加,流动性变差。
这是因为应变速率的增加会导致分子结构的重组和固化速度的改变,从而影响了环氧树脂的流变行为。
TA DSC动力学方法在环氧树脂中的应用什么是动力学?动力学是研究化学反应过程的速率和反应机理的方法,它的研究对象是物质性质随时间变化的非平衡的动态体系。
用动力学的方法可以用于表征宏观变化的温度与时间,对于研究材料反应活性方面极为有用,而通过动力学实验可以为科研,工艺控制,质量控制提供相关的实验参数。
在实际应用方面,简单说,只需对三个样品做三个DSC 的实验,我们就可以预测最佳的固化温度,使用寿命和结晶度等等。
差示扫描量热技术已经广泛的应用于研究材料的物理变化和化学反应,由DSC曲线通常可以很直接的得到各种转变温度和转变热。
但在很多情况下,大家更想要得到的是其反应速率以及速率随温度的变化。
而要得到这方面的信息则需要建立的复杂模型来得到。
TA仪器公司针对这方面的应用提供了三个用于DSC动力学研究的软件:z Borchardt & Daniels 动力学软件(简称:B/D)z ASTM E-698 动力学软件z Isothermal 动力学软件通过这些软件可以很方便的得到反应级数(n或m),活化能(E),指前因子(Z)和反应速率常数(K)。
将这些数据应用于软件分析程序,就可以得到转化率(а)随时间(t)和温度(T)变化的曲线。
由于单一一种方法不能满足所有的转变,所以必须根据实际情况来选择动力学软件,这样才能得到有实际意义的动力学参数。
以下是三种模型对应的应用领域:模型方法应用Borchardt & Daniels 只需一次升温实验(建议升温速率低于10℃/min)热固性材料固化热塑性材料聚合化学降解ASTM E-698 至少需要三次不同升温速率实验(建议升温速率在1到20℃/min之间)热固性材料固化热稳定性差的材料降解热塑性材料聚合预测加工过程中潜在的危险性Isothermal 至少要在不同温度下进行三次等温实验自催化反应普通n级反应结晶体系光固化体系1.Borchardt & DanielsB/D是最常用的动力学软件,该方法假定反应遵循n级动力学原理,即遵循如下的方程:da/dt = k(T) [1-a]n [1]其中da/dt:是反应速率,单位(1/sec)а:是转化率,单位(无量纲)k(T):是反应速率常数,单位(T)n:是反应级数,此方法同时需要由阿伦尼乌斯方程来确定反应速率常数:k(T) = Z e-E/RT [2]其中Z:是指前因子,单位(1/sec)E:是反应活化能,单位(J/mol)R:是气体常数,8.314J/mol.KT:是绝对温度,单位(K)将方程[2]两边取对数,即可得到:Ln k(T)=LnZ-E/RT [3]以Ln k(T)对1/T作图可以得到一条直线,如图1图1通过图1,反应的活化能和指前因子可以分别通过斜率和截距求得。