水性环氧树脂表面施胶剂的基本性能研究-终(3)

图3升温速率对环氧树脂固化的影响

图4升温速率对环氧树脂固化度的影响

环氧树脂固化的动力学方程如下「8」：

d

dt A exp( Ea

RT) f( ) 1

式中，α为固化度，t为反应时间，A为表观指前因子，Ea为反应活化能，R为气体常数，T为反应温度。

假设环氧树脂固化符合n阶固化动力学模型，即f(α)=(1-α)n ，则由Kissinger「9」方程知：热固性树脂固化时，峰值温度与升温速率存在如下关系。

dlnq/Tp 2

d1/Tp EaR 2

式中，q为升温速率，Tp为非等温DSC曲线的峰顶温度，Ea为反应活化能，R为气体常数。

方程中左侧成线性关系，将分子项和分母项作图可以得到一条直线（图5），从直线斜

率求得活化能Ea为63.54kJ/mol，lnA为19.9。

图5 ln(q/Tp2)对1 /Tp的线性拟合线

得到反应活化能后可以应用Crane公式「10」：

d(lnq)

d1/Tp EanR 3

以Inq对1/Tp作图（图6），拟合直线的斜率即可得到反应级数因子n为0.91。

表1不同升温速率下的特征温度

升温速率q/(K/min) 5

7

25.3 29.4 89.8 93.4 163.5 170.0 212.8 169.1

所得直线方程分别外推至q＝0，得到Ti=19.1℃，Tp=,78.5℃， Tf=148.4℃这三个温度的物理意义为固化过程中的凝胶化温度、固化温度和后固化温度。将固化温度带入动力学方程（方程1）得固化时间为15min。从而确定固化工艺：20℃静置20h+80℃固化15min。

图6 lnq对Tp的线性拟合线 图7特征温度对q的线性拟合线

3.2涂膜性能

适宜的固化剂用量使环氧树脂固化物性能达到最佳。.过量的固化剂使树脂反应更为完全，但易使树脂变脆；同时交联密度降低，固化物的力学性能降低。固化剂用量过少，则固化反应不完全。按照上述固化工艺将环氧树脂与固化剂质量比为1：0.5，1：0.7，1：0.9，1：1.1，1：1.3的体系固化，比较分析固化物的力学性能、抗水性、耐酸碱性、热稳性，从

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