芳香胺固化环氧树脂非等温DSC动力学的研究
2017-11-29张思思周茗萱李文翔吴攀洛
张思思,周茗萱,李文翔,吴攀洛,管 蓉
(湖北大学化学化工学院,湖北 武汉 430062)
芳香胺固化环氧树脂非等温DSC动力学的研究
张思思,周茗萱,李文翔,吴攀洛,管 蓉
(湖北大学化学化工学院,湖北 武汉 430062)
基于非等温DSC得到的数据,采用唯像模型法及非模型法研究了环氧树脂/芳香胺固化体系的固化动力学。唯像模型法中,通过对固化曲线及Málek法引入的y(α),z(α)曲线分析,预测了该固化体系符合SB双参数自催化模型,并使用Levenberg-Marquardt(LM)算法进行最小二乘拟合,引入动力学修正因子Cf进 行修正拟合;非模型法中,使用改进的等转化率法(NLV Vyazovkin法)计算了不同固化度(α)条件下活化能(Eα)的大小,通过ABS微分法对几组简化的SB方程进行了补偿参数计算。结果表明,引入Cf的 SB双参数自催化模型能够较好地拟合该固化体系固化反应动力学过程;反应前期Eα随α增加而快速下降,固化反应后期Eα又逐渐增加;Eα与指前因子(A)之间的关系能够通过“补偿参数”方程进行较好的表达。
环氧树脂;固化动力学;修正模型法;改进等转化率法;补偿参数法
环氧树脂基复合材料在军事工业,航空航天及电子工业等方面应用十分广泛。随着环氧树脂基复合材料使用范围逐渐拓展、围绕环氧树脂复合界面及固化反应对复合材料最终性能影响的研究逐渐深入[1,2],从中发现固化动力学是深入研究环氧树脂交联固化形成稳定三维网络过程的重要手段,对于调控交联网络结构,提高复合材料性能十分关键[3]。环氧树脂固化反应动力学过程十分复杂,导致其复杂性的原因有多个方面:一是固化机理的内在复杂性,固化反应中可能发生多种引发、多步终止以及链增长的复杂竞争;……
