促进剂对环氧树脂固化性能影响研究

[导读] 根据表1不同升温速率下相应的Tm，以ln(／Tm2)对(1／Tm)103作线性回归，如图4所示。由图4的直线的斜率求出E44／PA／DMP30体系Ea，其值为55.28kJ／mol，而E44／PA体系的Ea为52.5kJ／mol[19]。这说明

        根据表1不同升温速率下相应的Tm，以ln(β／Tm2)对(1／Tm)×103作线性回归，如图4所示。由图4的直线的斜率求出E–44／PA／DMP–30体系ΔEa，其值为55.28kJ／mol，而E–44／PA体系的ΔEa为52.5kJ／mol[19]。这说明E–44／PA／DMP–30体系的ΔEa近似于E–44／PA体系。以lnβ对(1／Tm)×103作线性回归，如图5所示。由图5的直线斜率求出n为0.899，近似于一级反应。体系中涉及多种物质的反应比较复杂，ΔEa及n反映的是总反应之和。

 E–44／PA／DMP–30体系中的反应不仅涉及E–44与PA之间的反应，还有E–44与DMP–30之间的互相反应，同时还有PA与E–44反应的产物与DMP–30之间的反应[20]。E–44与PA之间的反应为环氧基与胺基之间的开环反应，首先是伯胺上的活泼氢与环氧基反应，本身生成仲胺，再进一步与环氧基反应生成叔胺，叔胺可以催化环氧基按阴离子逐步聚合的历程开环均聚，但是在伯胺和仲胺存在的条件下其反应一般难以实现，因此难以保证达到最大的交联密度。DMP–30属于亲核型的促进剂，对胺类固化的E–44起到单独的催化作用。

    穆中国等[21]通过连续微波固化EP／DMP–30体系，得出EP预聚物与DMP–30通过阴离子催化聚合反应生成聚醚交联网络，在反应过程中会放出大量的热量，并且温度越高，两者的反应越剧烈。在加热(100℃左右)条件下迅速分解产生叔胺，发生催化效应[22]。同时羟基的加入，有利于产生氢键，促进了环氧基与胺基之间的反应[23]。因此，适量DMP–30的加入可以降低反应温度，缩短固化时间，提高固化物的交联密度。

    当DMP–30过量时，其与一部分E–44发生反应，部分PA处于游离状态，从而进一步降低了固化物的交联密度。DMP–30的加入，虽然使体系的反应变得复杂，但促进剂与E–44的生成物分解后具有催化作用，同时，羟基有利于环氧基与胺基的反应，因此ΔEa并没有太大改变。

    3·结论

    (1)确定了DMP–30的最佳用量为E–44质量的10%，此时E–44／PA／DMP–30固化体系的剪切强度及压缩强度分别为16.19和83.32MPa。

    (2)E–44／PA／DMP–30体系的表观活化能为55.28kJ／mol，反应级数为0.899。少量DMP–30的加入，能降低体系的反应温度，同时缩短固化时间。