芳香胺改性雙氰胺固化環氧4
芳香胺改性雙氰胺對環氧樹脂E-44具有較高的固化反應活性,反應表觀活化能明顯降低,固化反應可以在中溫進行。其固化反應機理與未改性的雙氰胺環氧體系不同。雙氰胺作為環氧樹脂潛伏性固化劑,具有十分廣泛的應用范圍,但其應用的主要缺點是固化溫度過高(單獨用雙氰胺作環氧樹脂的固化劑時,其固化溫度高達150~170℃)。采用化學改性的方法,在雙氰胺分子中引入活性的芳香胺結構,是提高其固化反應活性,降低其反應溫度的有效方法。
如果所有不同類型的胺基都發生反應,則環氧樹脂E-44固化物將形成如下結構:

但上述結構只是理論上存在著可能性、實際上并非如此,據環氧樹脂行業協會(www.epoxy-e.cn)專家介紹,考慮到環氧樹脂E-44固化物的結構中由于較大分子之間空間位阻效應的作用,芳香胺改性雙氰胺固化劑分子中不同類型胺基上每一個活潑氫都完全發生反應是不可能的,這可由環氧樹脂E-44固化實驗中所需芳香胺改性雙氰胺固化劑的用量看出。當該固化劑與環氧樹脂E-44的質量比為22:100~30:100時,固化反應放熱量大,固化體系所表現出的固化性能也較好,上述配比范圍是芳香胺改性雙氰胺/環氧樹脂E-44固化體系的佳固化配比范圍,這實際上相當于芳香胺改性雙氰胺固化劑與環氧樹脂E-44的物質質量比為1:3~1:4,而不是理論上的1:6。根據不同類型胺基反應活性的差異,一般可以認為在芳香胺改性雙氰胺固化劑分子中,脂肪族伯胺上的氫反應活性大,其次是脂肪族仲胺上的氫和芳香族仲胺上的氫,而脂肪族亞胺上的氫反應活性小。
四、結論
1、通過示差掃描量熱法分析(DSC)研究了芳香胺改性雙氰胺固化環氧樹脂E-44的反應,與未改性的雙氰胺相比,芳香胺改性雙氰胺對環氧樹脂E-44有較高的固化反應活性,能明顯降低環氧樹脂E-44固化反應溫度。
2、根據不同升溫速率下的DSC分析結果,采用Kissinger方程和Crane方程得到了芳香胺改性前后的雙氰胺/環氧樹脂E-44固化體系固化反應的表觀活化能Ea和反應級數n,結果發現改性體系的Ea值明顯降低,n值也有所降低,表明固化改性前后環氧樹脂E-44的固化機理有所不同。
3、通過反應速率常數后的比較,發現改性體系在中溫具有較高的反應活性,而未改性的雙氰胺在高溫下反應活性較高。
4、通過對反應機理的探討,環氧樹脂行業協會(www.epoxy-e.cn)專家介紹認為:芳香胺改性雙氰胺/環氧樹脂E-44固化體系的固化反應主要由固化劑分子中的脂肪族伯、仲胺基和芳香族仲胺基與環氧基的反應來完成。










































