RFI用环氧树脂固化动力学研究

用DSC研究了RFI工艺用环氧树脂的固化过程,研究表明：该固化反应较复杂,其反应动力学方程为dα/dt=2.27×10^4exp（-4764.65/T）（1-α）^0.861.为RFI用环氧树脂固化工艺的确定提供了理论依据.     

非等温DSC 研究低共熔点芳胺/ 环氧E44 固化动力学

采用非等温DSC法对低共熔点芳胺固化剂/环氧E44体系进行了固化动力学研究,通过Kissinger、Ozawa和Crane方法获得了该体系固化动力学参数:表观活化能E=49.2 kJ/mol,固化反应级数n=0.95,频率因子A=2.60×105s-1.固化动力学方程可表示为:((dα)/(dt))=2.60×105(1-α)0.95exp(-(49200/RT)).初步确定了该体系固化工艺条件为50℃/2 h、140℃/2 h、200℃后处理2h.填料B4C加入量对该体系固化过程的DSC曲线几乎无影响.     

RFI 用酚醛树脂体系的固化动力学和TTT 图

研制了适合树脂膜熔渗工艺(RFI)的酚醛树脂体系,采用动态DSC技术和固化度的测试,建立了改性树脂体系的固化动力学模型,研究了等温条件下固化度/温度/时间关系以及固化度/玻璃化转变温度关系,通过平板拉丝法研究树脂的凝胶过程,得出凝胶时间和温度之间的关系,回归得到凝胶时的固化度为αgel=53.33％,并以此计算出凝胶时的Tg,gel=48.64℃,在此基础上绘制了该体系的TTT图.     

直升机复合材料桨叶固化过程的多物理场有限元模拟

根据热传导、复合材料力学和固化动力学理论,采用基于偏微分方程的强耦合多物理场有限元方

法,计算在F650 双马来酰亚胺树脂建议温度周期下直升机复合材料桨叶固化过程中温度、固化度、固化度反应

速率和内应力变化历程。通过仿真结果对温度周期进行优化调整,改善工艺过程。计算结果表明:桨叶中树脂

固化反应同步度高,交联反应产热量少;调整后的加热周期与建议加热周期相比,最高加热温度由460 K 降低

为393 K,但固化度由0. 1 增加到1 的反应时间只由25 min 增加为30 min,固化反应速率峰值从1. 35×10-3 / s

降低为1. 15×10-3 / s,PMI(聚甲基丙烯酰亚胺,Polymethacrylimide)泡沫的Von Mises 热应力最大值从0. 82 MPa

降低为0. 482 MPa。

     

一种80℃固化环氧树脂体系的非等温固化动力学

采用非等温DSC研究了80℃固化环氧树脂体系LTCEP的非等温固化行为。采用GaussianLorentzian加和模型对DSC曲线进行分峰处理,采用Flynn-Wall-Ozawa法确定不同阶段反应的活化能随转化率的变化情况。然后采用Málek方法研究不同阶段反应的非等温固化动力学,得到树脂体系总的反应速率方程并预测树脂体系在不同温度下的固化行为。最后采用拉伸测试表征了LTCEP体系的力学性能。非等温DSC结果表明该树脂体系的DSC曲线可用三个独立的放热峰进行叠加来拟合;三个阶段反应活化能随转化率的变化均不明显,其活化能平均值分别为85.98、84.85和87.16 k J/mol;Sesták-Berggren模型可很好地描述该树脂体系在不同阶段的固化行为。预测LTCEP在150℃下3 min、140℃下5.5 min即可达到90%转化率。拉伸测试结果表明LTCEP经80℃固化后拉伸强度和断裂伸长率分别为(51.34±11.78)MPa和(1.23±0.34)%,125℃后处理对拉伸性能影响不大。     

PN-PAA、MPN-PAA共混树脂热固化过程和热分解过程的研究

借助凝胶时间、DSC和TGA等测试研究了PN-PAA和MPN-PAA共混树脂的热固化过程和热分解过程。凝胶时间(140℃)结果表明共混树脂的交联反应速率比PAA明显趋缓;PN-PAA(1∶1)、MPN-PAA(1∶1)共混树脂的固化温度比PAA提高约50℃;K issinger公式和Crane公式计算表明共混树脂比PAA树脂具有更大的热固化反应活化能,但具有基本相同的反应级数;TGA结果表明共混树脂固化物具有很好的热稳定性,其起始热分解温度接近400℃。采用Coats-Redfern方程分析、解释了树脂热分解过程的表观动力学。与PAA树脂比较,共混树脂固化工艺性有较大改善,并具有较好的耐热性,有望用作高温防热复合材料的基体。     

含八氢基笼形倍半硅氧烷的双马来酰亚胺树脂

利用硅氢加成反应和烯加成反应,以八氢基笼形倍半硅氧烷(T8H8)、二烯丙基双酚A(DABPA)和双马来酰亚胺(BMI)为单体合成了改性BMI树脂,采用FT-IR、DSC、TGA分别表征了树脂的结构、固化行为及热性能.研究结果表明,T8H8-DABPA-BMI固化树脂的玻璃化转变温度达到323℃,热分解温度(5%失重,T5d)为422、800℃热分解残重率为50.7%.     

苯并噁嗪杂化树脂及其复合材料的制备与性能

为提高苯并噁嗪(BZ)的热稳定性,通过BZ 与聚硅氮烷制备了一种苯并噁嗪杂化树脂(BZ-H),
并采用模压工艺制备了玻璃布/ BZ-H 复合材料。制备的BZ-H 树脂在70 ~170℃有较低的黏度和聚合温度、
较少的放热量及良好的固化工艺性。其固化物的Tg 为354. 7℃。在N2 气氛下,T5
d 为460℃,900℃ 的残重
(W900℃ )为75. 68%。在空气气氛下, T5
d 为466℃,W900℃ 为16. 39%。玻璃布/ BZ-H 复合材料在室温下的弯曲
强度、模量和层间剪切强度分别为433 MPa、22 GPa 和24 MPa,在350℃下的保留率分别为40%、68%和54%。
SEM 微观形貌观察表明,BZ-H 树脂与纤维间具有良好的粘接作用,该特征赋予了复合材料优良的力学性能。     

电子束固化AS4纤维增强复合材料研究

研究了电子束固化EB99-1环氧树脂及其AS4碳纤维增强复合材料。EB99-1树脂基体具有较好的工艺性和力学性能,固化收缩率小,吸湿率低,耐热性较好。研究表明,AS4/EB99-1复合材料可以在91℃(200F)湿态条件下使用,其综合力学性能达到了国外同类材料的水平,优于热固化T300/4211复合材料的性能。     

电器灌封用环氧泡沫塑料制备工艺研究

采用DSC技术和旋转粘度法对环氧发泡体系的反应过程进行深入的研究,探讨了不同预聚温度(60℃,70℃,80℃)下树脂发泡体系的粘度、固化度和时间的关系,分析了发泡速率和固化速率的匹配性,初步确定了两步法制备工艺.结果表明,制备的环氧泡沫塑料具有良好的综合性能.     

基于DSC 法的RTM 工艺用6421 双马树脂固化反应分析

采用DSC方法分析了RTM工艺用6421双马树脂的固化反应,确定了固化度与温度和固化反应速率与时间之间的关系,基于Melak方法分析了固化反应过程,通过数据拟合法得到了n级固化模型、自催化模型及Kamal模型方程中的各个参数值。根据相关系数R2确定了适合的动力学模型。结果表明,6421双马树脂的固化度—温度曲线呈现"S"型,固化反应速率随升温速率的增大而增大;树脂固化反应的表观活化能Ea为105.611 kJ/mol,其固化动力学模型符合Kamal固化模型,模型方程对实验数据拟合结果良好。     

酚醛树脂固化度的X射线衍射分析

发展使用Ｘ射线衍技术对酚醛树脂固化度进行研究，确定了酚醛树脂固化度与Ｘ射线散射最大值的 关系，得出了利用２θ角来标定树脂固化度的公式。该方法具有快速、无损、灵敏度主同的优点，并可适用于各种不同的酚醛树脂。     

基于原位红外光谱的热固性酚醛树脂固化过程研究

采用原位红外光谱测试方法,通过对同一样品在连续变温过程中的红外谱图分析研究热固性酚醛树脂在固化过程中的化学结构变化和固化行为。结果表明:该热固性酚醛树脂的固化过程主要存在两种反应,羟甲基与酚环上的氢之间的取代反应、羟甲基与羟甲基间的缩合反应,且取代反应早于缩合反应发生。随红外曲线的实时变化可知,羟甲基的缩合反应过程中有醚键形成,而羰基的出现与醚键的消失有关。通过对酚醛固化过程中基团变化的连续实时监测,可为热固性酚醛树脂的固化工艺的确定提供科学依据。     

RTM专用双马来酰亚胺树脂的固化动力学模型研究

采用DSC方法研究RTM专用双马来酰亚胺树脂的固化动力学模型与固化动力学参数。用恒温和动态两种方法分析其固化反应；采用Melak方法和Kissinger方法进行数据处理。结果表明，RTM专用双马来酰亚胺树脂的固化动力学模型符合n级固化反应方程，用Melak计算方法建立的方程较好地描述了其固化过程，且与实验数据拟合结果较好。     

四嗪处理碳纳米管对环氧树脂固化动力学的影响

采用3,6-二氨基-1,2,4,5-四嗪对多壁碳纳米管(MWNTs)改性处理,使其表面连接氨基或包覆了四嗪有机物,使得复合材料体系的固化反应起始温度和峰顶温度均比纯环氧树脂(EP)低,MWNTs的加入及其表面的接枝或包覆对环氧树脂的固化具有促进作用。由Kissinger和Ozawa公式分别计算了EP/二氨基二苯基砜(DDS)、MWNTs/EP/DDS、四嗪处理MWNTs/EP/DDS固化体系的表观活化能,分别为39.6、55.5和71.9kJ/mol。MWNTs表面接枝官能团,四嗪处理MWNTs/EP/DDS复合体系的表观活化能明显增加。     

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。     

改性聚芳基乙炔树脂性能研究

通过添加改性剂得到了改性聚芳基乙炔树脂，对树脂和树脂固化物分别进行了差热扫描热分析(DSC)和热重分析(TG)。通过对复合材料的纤维单丝界面剪切强度和层间剪切强度测试，研究了树脂与碳纤维的界面结合性能，并对编织织物增强的改性聚芳基乙炔树脂基体复合材料进行了烧蚀试验。结果表明，改性聚芳基乙炔树脂固化放热减小，而基本不影响其树脂传递模塑(RTM)工艺性和耐高温性能，明显改善了与碳纤维的界面性能，复合材料的界面剪切强度提高了40％-50％，层间剪切强度提高了将近一倍；烧蚀性能与未改性树脂基本相当。     

3234中温固化环氧树脂体系的固化反应动力学研究

采用差示扫描量热法(DSC)在等温和动态条件下对3234中温固化环氧树脂体系的固化反应动力学进行了研究,建立了固化反应动力学方程;并模拟实际固化温度历程,采用测定不同固化阶段样品残余反应热的方法对固化反应动力学方程进行了验证。结果表明,3234中温固化环氧树脂体系的固化反应动力学符合自催化反应动力学模型,动态实验得到的固化反应动力学方程与验证结果符合得较好。     

高性能树脂基体的最新研究进展

高性能热固性树脂是航空航天、交通及微电子等领域重要的基础材料。本文论述了国内外主要的高性能热固性树脂,如双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、氰酸酯树脂、邻苯二甲腈树脂、聚三唑树脂和有机/无机杂化树脂的研究和应用现状,并提出相应的发展趋势。