文档介绍：材料研制与机理
酚醛胺(PAA)固化环氧树脂热降解动力学研究
张兴喜1 吴凤灵1 姚新鼎2
( 450002; 450001)
摘要:利用自产酚醛胺(PAA)固化剂固化环氧树脂E-44,对固化产物热稳定性进行研究,用Flynn-Wall-Ozawa法建立了固化产物热降解动力学模型,得出热解活化能E=,lgA=(A=×1014 s-1)。
关键词:酚醛胺(PAA);环氧树脂;固化;热分解动力学
0 前言
环氧树脂是含有2 个以上环氧基的多分子性化合物的总称。典型的环氧树脂是2,2 -(4,4′—二羟基二苯基) 丙烷,系由双酚A 和环氧氯丙烷在浓碱催化剂存在下反应而得。根据环氧氯丙烷和双酚A的摩尔比不同[1] ,生成树脂的相对分子质量自350~7000 不等。1mol 双酚A 和大于2mol 的环氧氯丙烷反应所得的是小相对分子质量的液状树脂,随着聚合物链节数的增加,树脂由液态转变为高熔点的固态。环氧树脂粘合剂由于具有粘附力好、内聚力大、100 %固体、低收缩率、低蠕变性、耐潮湿和溶剂,对潮气不敏感、可以改性、可室温固化、耐温性能好等优点[2] ,因而被广泛用于粘接剂、作层压材料、浇铸、做涂料等行业。
酚醛胺(PAA)是通过酚醛改性而得。酚醛改性主要通过曼尼期(mannich)胺甲基反应进行的一种改性。曼尼期(mannich)型固化剂是由多种胺、醛和烷基酚合成,根据胺、酚、醛的种类不同、反应配比不同、工艺路线不同、反应条件不同、反应终点控制不同,可以制得一系列不同性能的酚醛胺(PAA)固化剂。由于该固化剂中含有酚羟基及胺类活性氢,大大加强了反应活性,提高了胺基与环氧基团的固化反应速度,同时带有酚醛骨架结构能进一步提高热变形温度,改善了固化物本身耐热性、耐腐蚀性,尤其可贵的是,在湿面上应用也能获得良好效果,因而得以广泛用于防腐涂层、粘接、层压材料、玻璃钢制作等方面[3]。
本文利用自产酚醛胺(PAA)来固化环氧树脂E-44,对得到的固化产物进行热稳定性分析,采用Flynn-Wall-Ozawa法[4-5]建立了固化产物热降解动力学模型。
1 实验部分
仪器和试剂
环氧树脂E-44,巴陵石化环氧树脂事业部;酚醛胺PAA-500型,河南省天择实业有限责任公司;增韧剂 YG668,河南豫冠化工科技开发有限公司;偶联剂KH-550,武大化工厂;填料,硅微粉,洛阳市微苑硅微粉有限公司;一次性塑料杯,若干;小果冻盒,若干;高纯氮气,北京普莱克斯;ZSCH STA 409PC(luxx)型,ZSCH公司。
固化物的制备
先将E -44 与辅料搅拌均匀(室温),然后将酚醛胺固化剂PPA-500型加入其中,搅匀,稍作放置,赶走气泡,最后将胶液倒入果冻盒(尺寸:Φ上= 25mm、Φ下= 20mm、h = 25mm) 中,室温放置,自然固化,观察胶液表干及固化时间,待样放置一周后统一进行检测。
TG—DSC性能测试
ZSCH STA 409PC(luxx)型同步热分析仪(热重分析—差示扫描量热分析,即TG-DSC)测定酚醛胺
(PAA)固化环氧树脂的热稳定性。测试条件为,样品重量:~;气氛条件