乙烯基酯树脂的固化特性的研究

摘要

X-158型乙烯基酯树脂是具有优良的力学性能,耐化学腐蚀和耐高温性能的酚醛环氧型乙烯基酯树脂。为了进一步提高X-158型乙烯基酯树脂的固化物的综合性能,有必要对树脂体系的固化行为及固化反应动力学进行研究。本论文选择过氧化甲乙酮(MEKP)为引发剂,通过DSC测试手段,研究了固化剂对树脂的固化行为及固化反应动力学的影响,确定了其固化反应动力学参数和最佳固化体系及最佳固化工艺条件。选择乙烯基甲苯(Vt)为树脂的稀释剂,通过粘度测试和红外光谱测试手段,研究了稀释剂对乙烯基酯树脂固化程度的影响。最后,采用热重-示差分析(TG-DSC)和负荷热变形温度仪(HDT)对树脂的热性能进行测试,分析了树脂的耐热性能。结果表明,MEKP用量在2~3wt％时为宜,Vt的用量在3wt%时为宜。在不同的升温速率下,通过最小二乘法拟合近似求出凝胶温度为110.35℃,固化温度为128℃,固化后处理温度为161.3℃。在等速升温下,极限固化度逐渐提高,固化反应所需的全部时间将会减少。采用Kissinger法和Ozawa法确定了平均表观活化能为2.186×105J/mol,反应级数为0.9604。Vt用量越多,粘度降低越多。在常温下,Vt在增加到一定量后粘度呈现下降趋势。在升温条件下,Vt用量在3wt%时粘度下降较平缓,此时分子扩散较均匀,适合施工条件。从红外光谱测定的光谱图中发现3478cm-1处出现了一个较强的吸收带,此处是羟基的伸缩振动吸收峰,在3735cm-1处是羟基伸缩振动峰的氢键吸收峰。结果说明在稀释的过程中乙烯基甲苯参与反应有水生成。在Vt用量3wt%时热变形温度较高,当Vt用量增加时,负荷热变形温度呈升—降趋势。TG曲线看出热分解反应是一步反应,而且热分解固化体系起始温度和终止温度分别为341.9℃,397.8℃,说明材料的稳定性较好。

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 乙烯基酯树脂的简介

1.1.1 乙烯基酯树脂概述

1.1.2 乙烯基酯树脂的结构与性能

1.1.3 乙烯基酯树脂分类

1.2 乙烯基酯树脂稀释剂的选择

1.3 乙烯基酯树脂的固化

1.3.1 固化剂

1.3.2 固化原理

1.3.3 固化过程

1.3.4 固化度测定

1.4 乙烯基酯树脂的应用

1.5 研究意义、目的和内容

第二章 试验方法及性能测试

2.1 试验原料

2.2 仪器设备

2.3 试验方法

2.3.1 乙烯基酯树脂固化体系的制备

2.3.2 不同引发剂含量固化体系的制备

2.3.3 不同稀释剂含量固化体系的制备

2.4 性能测试

2.4.1 差热扫描量热法（DSC）测试固化反应过程

2.4.2 热重-差热扫描量热（TG-DSC）法测试固化物的热分解温度

2.4.3 粘度测试

2.4.4 傅里叶红外光谱测试

2.4.5 负荷热变形温度（HDT）测试

第三章 乙烯基酯树脂固化特性的研究

3.1 引言

3.2 不同固化体系对树脂固化行为的影响

3.2.1 引发剂用量对固化行为的影响

3.2.2 稀释剂用量对固化行为的影响

3.3 不同升温速率下对树脂固化特性的分析

3.3.1 乙烯基酯树脂固化温度的确定

3.3.2 乙烯基酯树脂固化动力学参数的确定

3.4 恒温固化乙烯基酯树脂的DSC 测试分析

3.5 小结

第四章 乙烯基酯树脂稀释特性的研究

4.1 乙烯基酯树脂粘度测试的分析

4.2 乙烯基酯树脂红外光谱测试的分析

4.3 乙烯基酯树脂耐热性分析

4.4 乙烯基酯树脂热稳定性分析

4.5 小结

第五章 结论

参考文献

发表的论文

致谢