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本文研究了一种新型的拉挤工艺用环氧树脂体系,研究了树脂体系的固化动力学、粘温性能、凝胶时间和固化制度,在此基础上分别使用聚氨酯(PU)、聚醚多元醇(PMO)、聚醚砜(PES)对环氧树脂进行增韧改性。
采用模型拟合法对环氧树脂的固化动力学进行了研究,求解了固化反应动力学参数,结合n级模型和自催化模型进行了研究,运用分段拟合法建立了准确的固化动力学模型。研究结果表明,固化反应前中期遵循自催化反应机理,固化后期符合n级反应模型。研究还发现,Crane方程所求的反应级数不能准确描述此树脂体系的固化行为,并采用线形拟合法求出更准确的反应级数。
采用非模型拟合法分析了DSC和DMA曲线。结果表明,固化反应分为凝胶化,交联和扩散三个阶段,其中扩散效应比较微弱;对Flynn-Wall-Ozawa法、Kssinger-Akahira-Sunose法和:Friedman-Reich-Levi法三种方法的计算结果进行比较发现,Friedman-Reich-Levi法有偏差,而前两种方法的结果十分接近,并能对固化行为进行准确的反映。
通过对环氧树脂体系的粘温性能、凝胶时间和DSC测定,表明该树脂在120℃以上粘度均小于2000mpa.s,而且树脂体系在低于120℃具有较长的储存时间;该环氧树脂体系的固化工艺为:174℃/1.1h+182℃/0.7h+219℃/0.4h;另外可以初定拉挤工艺参数为,模具温度为180℃/200/210℃,拉挤速度为26.5cm/min。
通过对改性前后浇铸体的力学性能和热学性能分析可知,加入相同含量的改性剂,均能改善浇铸体的韧性,其改性增韧效果的顺序为PU>PMO>PES;改性前后浇铸体的耐温性能基本不变,起始分解温度约为350℃,耐温性能稳定;玻璃化转变温度差异较大,未改性、PES改性、PMO改性和PU改性的环氧树脂浇铸体的玻璃化转变温度分别为111.3℃、87.2℃、130.2℃和82.1℃。