北京化工技能大学，北京市新式聚合物资料制备处理要点试验室，北京100029，

　　经过动态与等温差分扫描量热法(DSC)研讨了两个环氧树脂/柔性胺体系的固化

　　动力学。在动态试验中不同固化程度的活化能在非等温条件下运用阻隔转化的方

　　法核算。与此同时等温试验数据用非线性最小二乘法（NLFS）模仿。成果显现阿列

　　纽斯活化能(E)跟着双酚A二缩水甘油醚（DGEBA）——聚醚胺（T403）体系固化

　　程度的添加而添加，而在DGEBA–D230体系中活化能初始时削减，然后当α值(固

　　化度)在0.1–0.4的范围内时添加，之后则跌落。等温条件下Kamal的模型适用于

　　燃料储量的削减要挟全球经济长时刻可持续性开展时风能供给了一种可变的，环境友好

　　一个重要的部分。当风力涡轮机叶片的尺度小于25米时，一直是用手工制造叶片的。

　　当风力涡轮机叶片的尺度已超越40米时，液体复合资料成型法(LCM)能够被运用。

　　在这种方法中，运用的的树脂铸模应有较低的粘度，可控的反响性和高的灵活性，而

　　且能够在适度的温度下固化。跟着涡轮发电机叶片尺度的添加，需求更高弹性的树脂

　　树脂铸模的耐性。可是，这些体系的固化温度和粘度太高了不能满意（LCM）的要

　　供很多有关终究的环氧树脂网状结构与特性及环氧树脂成型功能的数据。因而，环

　　氧树脂的动力学剖析对了解结构、功能、进程的联系至关重要，并为高质量的复合材

　　料的组成作预备。可是，仅有少量关于聚醚胺（例如T403和D230）的动力学研讨

　　(DGEBA)与聚醚胺T403和D230的固化动力学。具体的动力学研讨已运用非线性隔

　　离转化剖析法进行过。在DGEBA–T403、DGEBA–D230体系中已别离评论了固化度对

　　双酚A型(Mw380)环氧树脂的二缩水甘油醚曾在这项研讨中被运用过，它由我国

　　81)和D230(Ahew60)，这些物质由德国巴斯夫公司供给。这些物质的化学结构见表一。

　　固化环氧树脂的动力学研讨是运用差分扫描量热计（DSC，Pyris1，美国）进行

　　的。树脂和固化剂（DGEBA、T403和D230）别离按必定的环氧化物/胺的份额在室

　　温下混合。在动态DSC扫描法中，样本(5–8毫克)被封装在铝制容器中并在室温下

　　关于等温固化，取那些样本(5–8毫克)的一小部分放于密封的铝制容器傍边，

　　(99.999%，纯)和锌（99.999%，纯）是用于校准DSC剖析仪温度和能量基准线的两

　　种规范物质。在样本刺进的1分钟内体系从头取得热平衡，当记录器的信号稳定在基

　　线处时放热反响能够被以为完成了。由最终的基线能确定在放热曲线下方区域的总

　　固化剂IPDA首要与柔性胺固化剂混合，而且柔性胺在混合物中的质量分数从0%

　　改动到100%。两种固化剂的混合物作为固化剂运用。然后，再按化学计量比添加持平

　　量的环氧树脂。即环氧树脂/胺的化学计量比为1。研讨中运用的配方在表2中列出。

　　产品用机械搅拌器使其充沛混合，用真空泵除气以除掉气泡。气泡自在混合物然后被

　　倒入烤炉中的已预热的钢铸模中,当固化剂为T403/IPDA时在80◦C固化4小时在120

　　在滑块拉伸速度为 2 毫米每分钟的条件下用拉伸强度测验仪(拉伸强度测验仪

　　1121)丈量拉伸功能。在滑块拉伸速度为 2 毫米每分钟的条件下凭借拉伸强度测验仪

　　(拉伸强度测验仪 1121)用三点曲折测验法丈量曲折功能。样本的尺度为 80mm×10mm

　　图一中的DSC 曲线标明了反响热改动率dH/dt 与温度t 之间的联系。从DSC 图中

　　DGEBA–D230 体系的放热量比DGEBA–T403 体系大 ；但是固化温度的改动起伏却

　　相反。发生这些现象的原因可能是 D230 和 T403 的不同的结构导致了不同的反响性

　　。尽管他们的胺基坐落脂肪族多醚链结尾第二个碳原子上，但 T403 是一种有分

　　支结构的聚醚胺，其空间位阻效应比D230 强。因而D230 的反响性比T403 高。

　　式中β 标明加热速率，T 标明温度，E 标明活化能，i,j 是在不同加热速率下DSC

　　在 DGEBA–T403 体系中活化能随固化程度的添加而添加，活化能的值在 20 千

　　部分段的运动。因而，为了让链的部分段能够平动需求很多的链的部分段的聚合体。

　　关于 DGEBA–D230 体系，在前期阶段（α≤0.1）活化能减小。这可能是因为链

　　立运动。在稍后阶段 (α≤0.4) 活化能添加。随固化程度的添加环氧体系粘度添加，

　　因而需求更加多的能量使分子链运动。当α≥0.4，活化能削减，这是因为D230 有很高

　　的反响活性导致分子从所操控的固化进程的分散阶段取得热能并转化为满意的动能

　　在每个分子结尾都连有一个胺基，而T403 是一个有分支结构的分子，如表1 所示。

　　到对热量改动的灵敏度和反映性，DSC 设备通常在适度的温度下运用，而这适度的温

　　度就决议了等温固化反响热。为了研讨DGEBA–T403 和DGEBA–D230 体系的等温固化

　　反响，第一步是经过一系列剖析动态固化DSC 曲线（图二）挑选适合的固化温度。然后，对

　　等温固化反响进行一系列的丈量(图四)。最终，等温固化动力学数据能够从等温 DSC

　　曲线 显现了固化度随固化温度和时刻的改动。对一个给定的温度，在初始反响阶

　　段固化度敏捷添加，然后渐渐添加，最终往往为某个特定值。这是由固化进程中环氧

　　树脂链扩展、链穿插、链本身交联的一系列反响形成的，这些反响削减了反响分子的

　　动能降低了它们的转化速率。在相同的固化温度和时刻下DGEBA–D230 体系固化时刻

　　图四 在DGEBA-T403 和DGEBA–D230 体系中不同固化温度下固化度与时刻的联系

　　学反响的化学物质的平衡树立起来。因为化学动力进程中物质的相互作用和物理性质

　　的改动环氧树脂的固化反响很杂乱，因而很难树立一个机械学模型。现象学的或由经

　　式中A 标明频率因子，E 标明活化能，f(α)是固化度（α）的函数，R 标明理想气体

　　常数，T 标明绝对温度。当一种反响被供给质子的物质所催化，而供给质子的物质存

　　图五显现了固化度随转化速率而改动。在同一时刻和温度下，DGEBA–D230 体系的转

　　化速率比DGEBA–T403 体系要大。在中心的某个固化度处转化速率呈现一个最大值，

　　小二乘拟合法（NLSF）能够根据试验数据核算四个参数K1，K2，m 和n。成果列于图

　　图5 标明该模型关于两个体系在所有测验的温度下能很好地满意等温固化试验。

　　树脂铸模的机械功能如表五所示。随T403 和D230 各自组分的添加铸模的拉伸和

　　曲折强度减小，耐冲击强度添加。拉伸和曲折强度减小与参加柔性胺组分后聚合物交

　　在动态试验中，阿列纽斯活化能(E) 跟着双酚 A 二缩水甘油醚(DGEBA)——聚醚

　　胺(T403)体系固化度的添加而添加，但是在DGEBA–D230 体系中活化能初始阶段时下

　　降，然后当 α 值在 0.1 到 0.4 范围内时添加，随后就减小。在等温试验中，Kamal

　　之间，关于DGEBA–D230 体系m+n 的值在1.52 到1.57 之间。环氧树脂铸模的机械性