CMC/E44/DDM体系固化过程及动力学

• 作者: 刘劲松 刘文信 刘立佳 岳国君 张春红 张进 董红星 赵庆晨 陈野
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 表面活性剂 环氧树脂 固化反应动力学 变活化能
• 年，卷（期）: 2014,（11）
• 所属期刊栏目: 催化、动力学与反应器
• 页码范围: 4392-4399
• 页数: 8页
• 分类号: O641
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.0438-1157.2014.11.025

摘要

采用红外光谱和非等温 DSC 法研究了羧甲基纤维素(CMC)/E44环氧树脂/4,4′-二氨基二苯基甲烷(DDM)体系的固化过程和动力学。红外光谱研究表明，CMC可促使E44/DDM体系在固化过程中生成更多的聚醚结构。DSC非等温固化反应动力学研究表明，CMC的加入在反应初始阶段降低了E44/DDM体系的反应活化能，促进固化反应的进行。采用等转化率法和自催化模型对固化反应的过程进行研究，建立动力学方程。由Starink等转化率法获得E44/DDM和CMC/E44/DDM体系的活化能随转化率的变化情况。E44/DDM体系的活化能随转化率升高而显著降低；CMC/E44/DDM 体系的活化能随转化率升高变化不明显，在相同含量时，相对分子质量高的CMC 体系活化能高。采用SB自催化模型研究E44/DDM和CMC/E44/DDM体系的固化过程并获得模型参数。对CMC/E44/DDM体系，SB模型对实验结果拟合较好；对E44/DDM体系，SB模型和实验结果吻合效果较差。由于E44/DDM体系活化能随固化度有显著变化，因此采用改进的变活化能自催化模型描述其实验现象，结果显示该法获得的模型能够较好地描述实验现象。动力学模型的建立能够为工艺参数的选择和工艺窗口优化提供理论依据。