采用DSC技術(shù)、Kissinger法對苯基苯酚改性酚醛樹脂的固化過程進行了研究,得到放熱峰頂活化能為169.3 kj/mol,遠(yuǎn)大于普通酚醛樹脂(約70 kj/mol)。理論近似凝膠溫度、固化溫度及后處理溫度分別為414.5 K、448.9 K和483.9K。酚醛樹脂的固化通常由化學(xué)反應(yīng)控制和擴散控制兩階段組成。通過Ozawa法得到活化能與轉(zhuǎn)化率(E-a)的變化關(guān)系表明,2種樹脂固化歷程存在明顯差異。普通酚醛樹脂固化反應(yīng)進行到10%(。=10%),粘度迅速增大,反應(yīng)轉(zhuǎn)向擴散控制;而苯基苯酚改性酚醛樹脂固化反應(yīng)時粘度變化小,直至a =70%,才較快增長。這將有利于小分子的逃逸和各基團充分反應(yīng)。同時高活化能也表明,反應(yīng)形成了高鍵能的化學(xué)鍵,有利于提高樹脂的殘?zhí)柯屎蜔g性能。
酚醛樹脂基復(fù)合材料具有優(yōu)異的耐高溫?zé)g性和抗氧化性,可作為彈道導(dǎo)彈端頭和固體發(fā)動機噴管的優(yōu)選樹脂基體。為獲得高強度、優(yōu)異耐燒蝕性和抗震性的復(fù)合材料,除對成型工藝進行改進外,還需選擇高成炭率的樹脂。國內(nèi)外陸續(xù)對酚醛樹脂進行了大量改性研究,苯基苯酚改性酚醛樹脂是其中性能較優(yōu)異的一類。通過在分子主鏈上引入新的芳基基團.大幅度提高了結(jié)構(gòu)中苯環(huán)比例,從而提高了體系碳含量;芳環(huán)鍵能較高,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,燒蝕時不易斷裂。樹脂在700℃時成炭率達(dá)76. 8%,且炭結(jié)構(gòu)致密,力學(xué)強度高,耐燒蝕性好。
本文擬采用DSC分析苯基苯酚改性酚醛樹脂的固化過程,得到表觀活化能和固化特征溫度,為固化工藝提供依據(jù)。同時通過研究活化能隨轉(zhuǎn)化率的變化趨勢,并與普通酚醛樹脂對比,從反應(yīng)機理角度解釋苯基苯酚改性酚醛樹脂的優(yōu)異性。
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