第10卷第3期 中国胶粘剂・33・
动态热机械分析法对环氧树脂固化程度的研究
赵 军, 白 萍
(上海合成树脂研究所, 上海200235)
Ξ
摘要:以动态热机械分析仪研究环氧树脂的固化程度, 发现样品固化不完全, 关键词:动态热机械分析; 固化程度; 玻璃化转变温度
中图分类号:O631.21 文献标识码:A 文章编号:1004-
20010033-前言
用。料的粘合剂, 在室温条件下固化。环氧的固化程度对产品的各种应用性能有着很大的影响, 所以了解其固化程度有着极为重大的意义。
本文以动态热机械分析法(DM A ) 对环氧树脂的固化程度进行了研究。DM A 是在程控温度下测量物质在振动负荷下的动态模量和力学损耗与温度的关系, 力学损耗峰对应的温度可看作是玻璃化转变温度(T g ) , 从T g 的相对高低可判断出环氧树脂交联密度的大小。通常用示差扫描量热仪(DSC ) 测热塑性材料的T g 是非常敏感的, 而测热固性材料的T g 却不灵敏。DM A 是测试热固性材料玻璃化转变的有效工具。
图1 DM A temp/time scan
1 仪器与实验条件
动态热机械分析仪 PE7e 氮气气氛采用三点弯曲系统 升温速度:10℃/min 动态力5×105Pa 静态力6×10
5Pa 频率1HZ
图2 DM A temp/time scan
2 结果与讨论
在固定的频率(1HZ ) 下测定环氧树脂的动态模
量及损耗随温度的变化曲线(图1) 。其中损耗峰对应的温度可看作是玻璃化转变温度T g 。在玻璃化转变以前, 动态模量为1. 18×109Pa ,T g 之后, 动态模量为2. 7×107Pa , 降低了约2个数量级。
将以上样品冷却到10℃, 再做第二次扫描, 所得结果见图2。
Ξ收稿日期:2000-11-16
第二次扫描时, 损耗峰的位置移向高温方向, 并
且变宽, 即T g 变高, 而且出现两个峰, 分别为101℃与106℃。这说明原始样品的固化反应不完全, 还存在着“活性”部分, 在第一次扫描过程中, 升温促使固化反应的进一步完全, 使交联密度变大, 分子链段的活动受到约束的程度增大, 使得T g 升高。至于106℃处的第二个损耗峰, 是否是因为交联密度不均
作者简介:赵军(1969-) , 女, 工程师。1995年毕业于复旦大学高分子系, 硕士研究生。主要从事分析工作。
・34・CHI NA ADHESI VES Vol. 10№. 3
匀造成的, 不能确定, 原因有待于进一步研究。
以静态法(T M A ) 测样品的线膨胀系数, 见图3。发现在第一次扫描中, 曲线中出现一个向上的峰, 峰顶温度为74℃, 正是样品在第一次DM A 扫描中的玻璃化转变温度。说明在该温度以前, 样品呈玻璃态, “活性”部分被冻结, 而升温至74℃, 即T g 时
,
分子链的运动能力增大“, 活性”部分解冻, 从而使固
化反应进一步完全。因为固化反应放热, 所以在该温度区域里, 样品因固化放热, 使得膨胀系数增大, 从而出现一个向上的峰。第二次扫描曲线中, 该峰没有出现, 这是因为第一次扫描过程中固化反应已完全。 所以,DM A 可用来研究热固性材料的固化程度。
], . 高分子物理[M].上海:复旦
,1990.
复旦大学化学系高分子教研组, 高分子实验技术[M].
上海:复旦大学出版社,1983.
图3 M A scan in penetration
a :the first scan b :thesecond scan
Study on curing degree of epoxy resin with dynamic therm o 2mechanical analysis
ZH AO Jun , BAI Ping
(Shanghai Research Institute of Synthetic Resins , Shanghai 200233, China
)
Abstract :Studies were made on the curing degree of epoxy resin with dynamic therm omechanical analysis. results
showed that the curing reaction had not been com pleted. Heating during the analysis was made to com plete the curing re 2action.
K ey w ords :dynamic therm omechanical analysis ; curing degree ; glass transition tem perature
第10卷第3期 中国胶粘剂・33・
动态热机械分析法对环氧树脂固化程度的研究
赵 军, 白 萍
(上海合成树脂研究所, 上海200235)
Ξ
摘要:以动态热机械分析仪研究环氧树脂的固化程度, 发现样品固化不完全, 关键词:动态热机械分析; 固化程度; 玻璃化转变温度
中图分类号:O631.21 文献标识码:A 文章编号:1004-
20010033-前言
用。料的粘合剂, 在室温条件下固化。环氧的固化程度对产品的各种应用性能有着很大的影响, 所以了解其固化程度有着极为重大的意义。
本文以动态热机械分析法(DM A ) 对环氧树脂的固化程度进行了研究。DM A 是在程控温度下测量物质在振动负荷下的动态模量和力学损耗与温度的关系, 力学损耗峰对应的温度可看作是玻璃化转变温度(T g ) , 从T g 的相对高低可判断出环氧树脂交联密度的大小。通常用示差扫描量热仪(DSC ) 测热塑性材料的T g 是非常敏感的, 而测热固性材料的T g 却不灵敏。DM A 是测试热固性材料玻璃化转变的有效工具。
图1 DM A temp/time scan
1 仪器与实验条件
动态热机械分析仪 PE7e 氮气气氛采用三点弯曲系统 升温速度:10℃/min 动态力5×105Pa 静态力6×10
5Pa 频率1HZ
图2 DM A temp/time scan
2 结果与讨论
在固定的频率(1HZ ) 下测定环氧树脂的动态模
量及损耗随温度的变化曲线(图1) 。其中损耗峰对应的温度可看作是玻璃化转变温度T g 。在玻璃化转变以前, 动态模量为1. 18×109Pa ,T g 之后, 动态模量为2. 7×107Pa , 降低了约2个数量级。
将以上样品冷却到10℃, 再做第二次扫描, 所得结果见图2。
Ξ收稿日期:2000-11-16
第二次扫描时, 损耗峰的位置移向高温方向, 并
且变宽, 即T g 变高, 而且出现两个峰, 分别为101℃与106℃。这说明原始样品的固化反应不完全, 还存在着“活性”部分, 在第一次扫描过程中, 升温促使固化反应的进一步完全, 使交联密度变大, 分子链段的活动受到约束的程度增大, 使得T g 升高。至于106℃处的第二个损耗峰, 是否是因为交联密度不均
作者简介:赵军(1969-) , 女, 工程师。1995年毕业于复旦大学高分子系, 硕士研究生。主要从事分析工作。
・34・CHI NA ADHESI VES Vol. 10№. 3
匀造成的, 不能确定, 原因有待于进一步研究。
以静态法(T M A ) 测样品的线膨胀系数, 见图3。发现在第一次扫描中, 曲线中出现一个向上的峰, 峰顶温度为74℃, 正是样品在第一次DM A 扫描中的玻璃化转变温度。说明在该温度以前, 样品呈玻璃态, “活性”部分被冻结, 而升温至74℃, 即T g 时
,
分子链的运动能力增大“, 活性”部分解冻, 从而使固
化反应进一步完全。因为固化反应放热, 所以在该温度区域里, 样品因固化放热, 使得膨胀系数增大, 从而出现一个向上的峰。第二次扫描曲线中, 该峰没有出现, 这是因为第一次扫描过程中固化反应已完全。 所以,DM A 可用来研究热固性材料的固化程度。
], . 高分子物理[M].上海:复旦
,1990.
复旦大学化学系高分子教研组, 高分子实验技术[M].
上海:复旦大学出版社,1983.
图3 M A scan in penetration
a :the first scan b :thesecond scan
Study on curing degree of epoxy resin with dynamic therm o 2mechanical analysis
ZH AO Jun , BAI Ping
(Shanghai Research Institute of Synthetic Resins , Shanghai 200233, China
)
Abstract :Studies were made on the curing degree of epoxy resin with dynamic therm omechanical analysis. results
showed that the curing reaction had not been com pleted. Heating during the analysis was made to com plete the curing re 2action.
K ey w ords :dynamic therm omechanical analysis ; curing degree ; glass transition tem perature