FT-IR法研究PBT粘合剂的固化反应动力学

摘要

为明确3,3-双(叠氮甲基)氧丁环-四氢呋喃共聚醚(PBT)粘合剂与常用固化剂的反应过程,利用傅里叶变换红外(FT-IR)光谱法研究了PBT/多异氰酸酯(N100)、PBT/甲苯二异氰酸酯(TDI)和PBT/TDI/N100体系,50～80℃、TPB催化下的固化反应动力学.结果表明:PBT/N100在整个固化过程中遵循二级反应动力学规律,表观活化能63.10 kJ· mol-1,指前因子A=1.63×107 h-1.含有TDI的体系的固化过程均分为两段,但分段机理不同.PBT/TDI体系整个固化反应遵循二级反应动力学规律,但由于TDI上不同位置—NCO活性的差异,以转化率60％为界线分为两个阶段,转化率小于60％为第一阶段,转化率大于60％为第二阶段,相同温度下,第一阶段的反应速率明显高于第二阶段,两阶段的表观活化能分别为54.71 kJ·mol-1和56.50 kJ·mol-1,指前因子分别为4.38x107 h-1和1.24×107 h-1.PBT/TDI/N100体系反应由于TDI和N100上—NCO活性的差异也分为两个阶段,转化率小于65％主要发生TDI扩链,表现为二级反应动力学,表观活化能为71.17 kJ·mol-1,指前因子A=4.58×108h-1;转化率大于65％主要发生N100交联,反应速率受扩散控制.TDI/N100复配时,指前因子较单一N100体系和单一TDI前后两阶段分别扩大了28,10,37倍,表明固化剂复配后反应活性位点增加.