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直链结构固化剂
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2017-7-4 23:52:03 |
本文对直链结构固化剂进行化学实验。
采用Kissinger方法[式(1)]计算树脂/固化剂体系的活化能Ea d[ln(B/T2p)]d(1/Tp)=-Ea
R (1) 根据式(1)，以-ln(B/T2 p )对1/Tp作图，并线性拟合取斜率-Ea/R，可得固化反应活化能Ea。
A/IPDA体系固化反应活化能最低，表明反应活性最大，A/DMDC体系居中，A/D-230体系固化反应活化能最大，反应活性最小。
这是因为，直链结构固化剂D-230由于其直链结构规整，存在比较明显的氢键作用，直链结构使得官能团稳定，活性低。而环状结构的固化剂IPDA、DMDC的规整性则相对较差，氢键作用不明显，因而官能团活性就相对较大。
由于热滞后现象，放热峰的峰顶温度随着DSC升温速率的增加而升高，而环氧树脂/固化剂常在恒温或阶段式升温的状态下固化，此时升温速率为0。可以采用T-B图外推求得固化体系的等温固化温度，确定树脂的最佳固化程序。3种不同树脂/固化剂体系的To、Tp、Ti与升温速率的变化关系。 每条直线外推到B=0，得到固化体系的等温固化温度。
活性最大的A/IPDA体系所需固化温度最低，活性相对较小的A/D-230和A/DMDC体系固化温度高;而在固化后期A/DM-DC体系相对于A/D-230体系需要更高的温度是由于环状结构的DMDC的分子链段位阻效应更为明显。
固化反应程度跟踪分析。反应时间对树脂/固化剂混合体系黏度的影响。树脂与固化剂按照比例在25e下混合后，随着树脂和固化剂的反应，分子量增大，形成支化结构以及三维网状结构，黏度会随着反应程度加深而逐步升高，3种树脂/固化剂体系的黏度随反应时间的变化。
活性高的A/IPDA体系随时间的延长快速增加，在1h内黏度从初始黏度增大到2000mPa#s左右;A/DMDC体系在2h内从初始黏度增大到2000mPa#s左右;而活性最低的A/D-230体系在测试时间范围内黏度变化不明显。
二乙基甲苯二胺(DETDA)是聚氨酯弹性体以及环氧树脂的芳香族二胺固化剂，用于浇注、涂料、RIM及胶黏剂，也是聚氨酯及聚脲弹性体的扩链剂。
固化温度对体系凝胶时间的影响。利用平板小刀法分析混合物凝胶时间，称取6g混合均匀的树脂和固化剂倒入加热板的圆槽里，用牙签抽丝，直到能拉出细长的丝。分别测试80、100、120e下的凝胶时间，可以看出，在整个体系中，A/D-230反应活性最低，反应缓慢，A/DMDC居中，A/IPDA反应活性最高，反应最快。这与前面活化能的分析数据相吻合。
红外跟踪测试。随着固化反应的进行，树脂/固化剂体系中的环氧官能团数量逐渐减少，采用红外谱图对比固化前后树脂体系环氧基团的峰面积的变化来计算环氧指数，判定树脂体系的固化反 应程度。
3种树脂/固化剂体系在80e下固化反应6h后的红外谱图。可以看出，与未固化的环氧树脂相比，固化物曲线b、c、d中 915cm-1 处的环氧基团吸收峰面积都明显减小，表明固化后环氧基团已大大减少。
三种树脂固化剂体系固化前后的FTIR谱图是3种树脂/固化剂体系在80e下固化的环氧指数与固化时间的变化关系，可以看出，随着固化时间的延长，固化物环氧指数降低，到6h以后环氧指数降低趋势缓慢。
固化6h后的 A/D-230、A/IPDA、A/DMDC树脂/固化剂体系的环氧指数分别为01130、01077和01092，对比未固化的环氧树脂A的环氧指数01590，可以计算出A/D-230体系环氧指数降低了78%，A/IPDA体系降低了87%，A/DMDC降低了84%，可见后两种体系固化比较充分。
3种树脂/固化剂体系的环氧指数与不同固化温度(固化6h)的变化关系可以看出，在100e以前，温度升高，环氧指数降低，固化越来越充分，在100e以后，随着固化温度的升高，环氧指数呈现升高的趋势，固化程度反而降低。这是因为在过高温度下，链段热运动混乱加剧，会出现部分基团固化交联快于其他基团，形成交联网络结构，相当于一个网络结点，使得结点之间的一些基团来不及有效接触，进而不能进行交联固化反应。
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