dsc法研究不同鄰對位比值酚醛樹脂的固化行為

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1、DSC法研究不同鄰對位比值酚醛樹脂的固化行為DSC法研究不同鄰對位比值酚醛樹脂的固化行為周大鵬*聯(lián)系人簡介：周大鵬（1977年出生），男，博士，講師，主要從事酚醛樹脂及其復(fù)合材料方面的研究，E-mail:zdp9270@163.com*（嘉興學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院，嘉興314001）摘要：利用差示掃描量熱（DSC）分析技術(shù)研究了不同鄰對位比值（O/P值）的酚醛樹脂的固化活化能及固化進程。采用Ozawa模型求解了不同O/P值酚醛樹脂的固化活化能及固化動力學(xué)參數(shù)，結(jié)果表明，酚醛樹脂的固化活化能隨其O/P值的增加而降低，固化進程變得更加容易。固化反應(yīng)過程中的Ozawa反應(yīng)指數(shù)

2、隨著固化反應(yīng)溫度的升高而下降，并且隨著樹脂O/P值的增加，出現(xiàn)在更低的溫度區(qū)間內(nèi)。Ozawa反應(yīng)速度常數(shù)在固化反應(yīng)初期隨溫度的升高而增加，在反應(yīng)后期則隨著溫度的升高而下降，并且隨著樹脂O/P值的增加，出現(xiàn)峰值對應(yīng)的溫度降低，表明固化先后經(jīng)歷了微凝膠增長與擴散反應(yīng)控制兩個階段，樹脂O/P值的增加加快了微凝膠的增長進程。關(guān)鍵詞：酚醛樹脂，鄰對位比值，固化行為，差示掃描量熱法中圖分類號：TQ323.5Astudyoncuringpropertiesofnovolac-typephenolicresinwithvaryO/Pratiosbydifferentialscannin

3、gcalorimetryZHOUDa-Peng（BiochemistryandChemicalEngineerDepartment,JiaXingInstitute,JiaXing314001）Abstract:TheactivationenergyofcuringreactionandthecuringprocessofphenolicresinswithvaryingO/Pratioswerestudiedbyanonisothermaldifferentialscanningcalorimetry(DSC).Theactivationenergydecreased

4、withincreasingtheO/Pratio.ItwasalsofoundthattheOzawaexponentvaluesdecreasedwithincreasingreactiontemperature,andtheOzawaexponentvaluespresentedinthelowertemperaturerangewithincreasingtheO/Pratio.Thereactionrateconstantwasfoundtoincreaseininitialcuringstagewhiledecreaseinsubsequentcurings

5、tagewithincreasingreactiontemperature,suggestingachangeinthereactionmechanismfrommicrogelgrowthtodiffusioncontrolledreaction,andthemicrogelgrowthrateincreasedwithincreasingtheO/Pratio.Keywords:novolac-typephenolicresin;thevaryO/Pratios;curingproperties;differentialscanningcalorimetry(DSC

6、)酚醛樹脂在模塑料、砂輪鑄造等方面的應(yīng)用中，常通過改變其分子結(jié)構(gòu)中酚核鄰位、對位聯(lián)結(jié)的比例（即鄰對位比值，以O(shè)/P值表示），獲得不同固化速率的酚醛樹脂，不同O/P值的酚醛樹脂由于位阻效應(yīng)不同等差異而具有各自獨特的固化性能[1]。酚醛樹脂的固化過程包括分子鏈的形成、線性增長、支化和交聯(lián)等反應(yīng)，該過程為放熱的化學(xué)反應(yīng)。基于酚醛樹脂固化過程的進行程度正比于其反應(yīng)放熱的假設(shè)，DSC分析技術(shù)可對樹脂固化的歷程進行研究[2]。因此本文通過DSC分析技術(shù)研究了不同O/P值酚醛樹脂與六亞甲基四胺的固化反應(yīng),為優(yōu)化不同O/P值樹脂的固化成型工藝及性能提供科學(xué)依據(jù)。4DSC法研究不同鄰對位

7、比值酚醛樹脂的固化行為1實驗部分1.1實驗原料四種不同O/P值的酚醛樹脂，分別以PF1、PF2、PF3、PF4表示，實驗室合成；六亞甲基四胺(HMTA)，分析純，市售。1.2性能表征1.2.1差示掃描量熱分析(DSC)取定量樹脂，添加樹脂質(zhì)量10％的六亞甲基四胺，研磨混勻。取其6mg左右樣品于鋁坩堝中,加蓋密封，在Perkin-Elmer公司的DSC-7儀上進行固化性能測試。氮氣流(20ml/min),升溫速率分別為5、10、15、20℃/min。1.2.2酚醛樹脂O/P值的確定[2]利用核磁共振（13C-NMR）表征酚醛樹脂分子中酚核的