低共熔點芳胺固化環氧樹脂4
2008年12月11日訊：南京工業大學化學化工學院，近采用低熔點的間苯二胺(m-PDA)，對新型固化劑長鏈柔性芳香胺(LCDA)進行物理共混改性，得到了低共熔點的芳胺環氧固化劑。測試結果表明：該體系的固化動力學模型符合n級固化反應方程，其表觀活化能△E為54.49kJ/mol，頻率因子A為7.28×105和反應級數n為0.813。此外，運用外推法得體系起始固化溫度Tgel為110℃，恒溫固化溫度Tcure為150℃，后處理溫度Ttreat為185℃。
表l的數據作ln(β/Tp2)與1/Tp曲線(見圖3)并進行線性擬合，根據直線斜率可求得LCDA/m-PDA/EP體系表觀活化能△E為54.49 kJ/mol。應用上述方法亦可求得LCDA/EP體系的表觀活化能△E為56.70kJ/mol。由此可見LCDA/EP體系中引人間苯二胺后表觀活化能降低，這是因為間苯二胺上的氨基活性比長鏈柔性胺上的氨基大，更容易與環氧樹脂上的環氧基發生反應，因而表現為體系活化能的降低。
表1 體系動態固化固化溫度參數
|
M(LCDA)：M(M-pda) |
β/(K?min-1) |
To/K |
Tp/K |
Te/K |
|
1:1 |
5 |
392.3 |
428.4 |
468.2 |
|
10 |
400.0 |
446.0 |
488.9 | |
|
15 |
409.5 |
457.9 |
507.9 | |
|
20 |
417.6 |
466.6 |
519.6 | |
|
25 |
425.0 |
472.7 |
525.0 | |
|
1:0 |
5 |
424.2 |
457.6 |
495.7 |
|
10 |
439.1 |
477.0 |
518.5 | |
|
15 |
449.0 |
489.4 |
531.3 | |
|
20 |
459.3 |
498.5 |
540.0 | |
|
25 |
462.1 |
505.3 |
552.1 |
3、反應級數的確定
根據Melak方法，由方程(6)和(7)可以看出y(a)正比于f(a)函數，因此由y(a)與a作圖可以確定函數廠(a)的形狀，再根據Melak提出的判斷標準可確定體系固化反應動力學模型。圖4為體系在升溫速率為10℃/min時的y(a)與a圖，由此圖可知體系符合n級固化動力學模型。
