几种聚醚胺改性蒙脱土对环氧树脂固化过程的影响Effectof.PDFVIP

2012 年第 70 卷 化 学 学 报 Vol. 70, 2012 第 10 期, 1179～1186 ACTA CHIMICA SINICA No. 10, 1179～1186 ·研究论文· 几种聚醚胺改性蒙脱土对环氧树脂固化过程的影响 段轶锋 王小群* 刘羽中 杜善义 (北京航空航天大学材料科学与工程学院 北京 100191) 摘要 首先制备了五种聚醚胺改性蒙脱土(MMT), 并将这五种聚醚胺改性蒙脱土加入到双酚A 型环氧树脂 E51 和聚醚 胺D400 体系中, 采用差示扫描量热法(DSC)考察了五种聚醚胺改性MMT 对环氧树脂升温固化进程的影响. 随后, 优选 一种 EP/MMT 混合体系即 EP/D400-T500-MMT 混合体系, 系统地研究了该体系与纯环氧树脂体系在 130, 140, 150 及 160 ℃等几个温度下的等温固化过程, 考察了等温固化时间对固化度和固化度变化速率的影响以及固化度与固化度变 化速率之间的关系, 并利用Kamal 模型进行拟合计算了固化动力学参数. 研究结果表明, 与纯环氧树脂相比, 几种聚醚 胺改性 MMT 的固化放热峰均向高温迁移, 同时聚醚胺D400 协同插层 MMT 降低了高分子量聚醚胺插层MMT 所导致 的环氧树脂 DSC 曲线的畸变情况; EP/D400-T500-MMT 混合体系和纯环氧体系的等温固化反应过程符合 Kamal 模型; 在相同的固化温度下, EP/D400-T5000-MMT 混合体系的反应速率常数 k1 和 k2 值以及反应级数 m 均比纯 EP 体系小, 而 反应级数 n 以及总反应级数 m ＋n 值比纯 EP 体系大, 表明两种聚醚胺协同插层的改性蒙脱土 D400-T5000-MMT 的加 入降低了环氧体系固化反应速率. 另外, EP/D400-T5000-MMT 混合体系的活化能 Ea1 和 Ea2 与纯 EP 体系的相比也略有 升高. 关键词 环氧树脂; 蒙脱土; 聚醚胺; 固化动力学 Effect of Montmorillonite Modified by Poly(oxypropylene) Amines on Curing Process of Epoxy Nanocomposites Duan, Yifeng Wang, Xiaoqun* Liu, Yuzhong Du, Shanyi (School of Material Science and Engineering, Beihang University, Beijing 100191) Abstract Five kinds of Montmorillonite (MMT) modified by poly(oxypropylene) (POP) amines were prepared. Each of these modified MMT (O-MMT) was added into epoxy (EP) E51 and hardener POP amine D400 to yield an EP/MMT mixture. Diff