低共熔点芳胺固化环氧树脂4
2008年12月11日讯：南京工业大学化学化工学院，近采用低熔点的间苯二胺(m-PDA)，对新型固化剂长链柔性芳香胺(LCDA)进行物理共混改性，得到了低共熔点的芳胺环氧固化剂。测试结果表明：该体系的固化动力学模型符合n级固化反应方程，其表观活化能△E为54.49kJ/mol，频率因子A为7.28×105和反应级数n为0.813。此外，运用外推法得体系起始固化温度Tgel为110℃，恒温固化温度Tcure为150℃，后处理温度Ttreat为185℃。
表l的数据作ln(β/Tp2)与1/Tp曲线(见图3)并进行线性拟合，根据直线斜率可求得LCDA/m-PDA/EP体系表观活化能△E为54.49 kJ/mol。应用上述方法亦可求得LCDA/EP体系的表观活化能△E为56.70kJ/mol。由此可见LCDA/EP体系中引人间苯二胺后表观活化能降低，这是因为间苯二胺上的氨基活性比长链柔性胺上的氨基大，更容易与环氧树脂上的环氧基发生反应，因而表现为体系活化能的降低。
表1 体系动态固化固化温度参数
|
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、反应级数的确定
根据Melak方法，由方程(6)和(7)可以看出y(a)正比于f(a)函数，因此由y(a)与a作图可以确定函数厂(a)的形状，再根据Melak提出的判断标准可确定体系固化反应动力学模型。图4为体系在升温速率为10℃/min时的y(a)与a图，由此图可知体系符合n级固化动力学模型。
