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固化剂固化温度对固化速度的影响

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-7-9 15:13:35
本文介绍固化剂固化温度对固化速度的影响

CYD2128/LCA体系得非等温和等温DSC曲线可以看出,固化体系固化速度最高温度为116℃。对于树脂固化反应,当要达到某一固化度时有2种途径:延长低温下的反应时间 或提高反应温度。

当固化度较高后,延长固化时间对固化度的提高更加有效。固化体系在60、80、100和120℃下的固化时间分别为315h、42min、18min和10min,固化体系的低温活性与高温活性差别很大,说明固化剂具有一定的潜伏性。根据固化体系的反应特点,我们确定了固化体系的固化条件。

拉伸断面形貌观测:扫描电子显微镜(SEM,JEOL的JSM-6700F)观测样品断面(断面预先喷金)形貌。

固化温度对固化物力学性能的影响。环氧树脂固化物的力学性能可以看出,低温固化(例如60、80及100℃)得到的固化物的力学性能优于高温固化(例如120℃)得到的固化物的力学性能,而且80℃固化的固化物具有最好的力学性能。

原因可能是高温固化的固化物更容 易产生内应力从而影响了材料的力学性能。80℃固化的固化物的力学性能已经超过了航空航天领域广泛应用的CYD2128/DDS固化体系的力学性能,说明CYD2128/LCA的80℃固化材料适应于航空航天领域。

CYD2128/LCA在80℃固化得到的固化物的拉伸强度与CYD2128/DDS体系非常相近,但弯曲强度和冲击强度却大大优于CYD2128/DDS体系,说明HBP对固化物具有增韧作用。



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不同环氧树脂固化物的损耗角正切曲线可以得到各固化物的玻璃化转变温度Tg, CYD2128/DDS固化物及在60、80、100和120℃下的CYD2128/LCA固化物的Tg分别为136151、128168、136120、125180、123118℃,说明CYD2128/DDS固化物和CYD2128/LCA在80℃的固化物的 耐热性能非常相近。

CYD2128/LCA 固化物的拐点温度明显高于CYD2128/DDS固化体系,说明CYD2128/LCA固化体系的耐热性优于CYD2128/DDS体系。

断裂表面形貌分析。环氧树脂固化物的SEM图可以看出,CYD2128/DDS固化物断面的形貌非常光滑,表明发生了脆性断裂;而CYD2128/LCA在80℃的固化物断面非常粗糙,有明显条纹状断痕,表明发生了韧性断裂。说明HBP的加入显著改善了环氧树脂固化物的韧性。

固化温度对固化物的性能具有重要影响,低温固化物的性能优于高温固化物的性能,其中CYD2 128/LCA体系80℃固化物具有最好的力学性能。含超支化结构的固化剂具有一定的潜伏性,同时显著提高了环氧树脂固化物的韧性。

CYD2128/LCA体系80℃固化物的力学性能优于广泛应用于航空航天材料的CYD2128/DDS固化物的性能,说明CYD2128/LCA体系80℃固化物具有在航空航天领域应用的潜力。

当温度从室温升至115℃时,酯化反应进行得很快,羟甲基酯化率已达到85%左右;当反应时间≤2.5h(甲苯回流分水阶段)时,羟甲基酯化率随反应时间的延长而逐渐提高;当反应时间≥2.5h(索氏提取器脱水阶段)时,随着反应时间的延长,羟甲基酯化率逐渐提高,当该阶段进行到2.5h时,羟甲基酯化率达到98%。反应时间过长不仅易产生副反应,而且生产成本也相应提高,因此,反应时间选择甲苯回流分水2.5h、索氏提取器脱水2.5h时较适宜。

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