热固性树脂的固化反应.ppt

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1、热固性树脂固化反应的表征固化反应的两个重要效应•玻璃化温度提高•放热反应一Tg二固化反应的量热测量1基本表达式2等温固化度与升温后固化3固化反应动力学三固化反应举例：以环氧树脂为例1影响固化反应的因素2影响玻璃化的因素3贮存效应4固化因子（curefactor,CF）固化反应的两个重要效应：固化反应使树脂体系的玻璃化温度提高固化反应是放热反应ISO11357—2ISO11357—5ISO11357—2Determinationofglasstransitiontemperature玻璃化温度的DSC测定法1玻

2、璃化转变的特征温度2原理与实验玻璃化温度的DSC测定法ISO11357-2规定了塑料玻璃化温度的DSC测定法。玻璃化温度是非晶态(或半晶)聚合物从玻璃态向高弹态转变的温度。玻璃化转变温度通常取DSC曲线发生玻璃化转变范围的中点温度，即所谓中点法（见图1）。玻璃化转变温度Tg与测量方法及实验条件有关。图1玻璃化转变温度的测定T½,g1玻璃化转变的特征温度·玻璃化转变的外推起始温度（extrapolatedonsettemperature）Teig低温侧的外推前基线与通过DSC曲线转折处斜率最大点切线的交点温度。

3、·玻璃化转变的外推终止温度（extrapolatedendtemperature）Tefg高温侧的外推后基线与通过DSC曲线转折处斜率最大点切线的交点温度。·玻璃化转变的中点温度（midpointtemperature）TmgT½,g曲线与两外推基线等距离线交点的温度。也可由微商DSC曲线的峰温求得。2原理与实验测量比热容随温度的变化，由测得的DSC曲线确定特征玻璃化温度。应将仪器灵敏度调节到曲线通过转变区（阶段）的纵坐标高度差至少是记录器满量程读数的10%。试样量5～20mg,称量精确到0.1mg。半晶材料

4、应接近这个上限。应使用与校准仪器时相同的气氛与流速，否则须重新校准。如用分析纯的氮气，流速为50mL/min±10%。或经商定的其他气氛与流速。在开始实验前，应预通气5min。对于具有反应活性的材料或有意检测特殊预处理试样的性质，则可采用一次升温的数据。而如聚合物DSC测量，为清除试样热历史和形态的影响，通常是进行如下的二次升温：通气5min后，首先以20℃/min升温到足以消除试样热历史的温度，保持温度5min。再冷却到比预测的玻璃化转变温度低50℃，保持5min。而后以20℃/min升温到Tefg以上30

5、℃，记录DSC曲线。经商定也可选择其他的升降温速率。高扫描速率有利于提高灵敏度，而低扫描速率则可改善分辨率。选择适当的扫描速率对观测精细转变来说是至关重要的。ISO11357—5Determinationofcharacteristicreaction-curvetemperatures,times,enthalpyofreactionanddegreeofconversion特定反应曲线温度与时间、反应焓与反应程度1定义2实验（1）升温法（2）恒温法（3）剩余焓的测量3实验结果的表达（1）升温法特征温度和反

6、应焓的确定（1）恒温法特征时间和反应焓的确定（3）转化程度的测定特定反应曲线温度与时间、反应焓与反应程度ISO11357-5规定了特征反应曲线温度、时间、反应焓与反应程度的DSC测定法。该法适用于处于固态或液态的单体、预聚物和聚合物，所试物质可含填料和（或）引发剂（可为固态或液态）。该法可以DSC曲线表示试样不同阶段的反应。应当心某些物质反应可能会失控，表现出一定的危险性。1定义•聚合（polymerization）单体或单体混合物转变为聚合物的过程。•交联（crosslinking）高分子链间形成多重分子共

7、价键或离子键的过程。•转化度（degreeofconversion）在反应过程处于尚未反应的物量与起始物量所做的比较。转化度与反应时间和温度有关。2实验如样品为液体树脂或某种混合物，应含试样量（填料除外）5～20mg。对于处于液相的单体和预聚物（尤其是有的组分易挥发），则应采用耐高温、高压的密封试样皿进行状态调节和实验。依实验目的可分别采用升温法或恒温法。（1）升温法以5℃min-1到20℃min-1的范围从室温升温到足够高的温度，记录整个反应峰，并以相同的升温速率测试待比较的所有实验。应通过预备实验确定分解

8、温度。（2）恒温法可将量热仪预先恒温；或将试样在室温放入试样皿，以尽可能快的速度升温到恒定的测试温度。预恒温法的步骤如下：a.将参比皿置于量热仪中；b.将仪器设定到欲测量的温度；c.使量热仪恒定在选定的温度5min;d.将盛有试样的试样皿置于量热仪中；e.记录DSC曲线。（3）剩余焓的测量恒温实验（即聚合反应）结束，将仪器连同仍在其中的试样一起冷却到室温。然后以升温法同样的速率加热试样，以确认是否仍