不飽和聚酯樹脂固化過程測量及動力學(xué)分析

簡介

聚酯是一類縮聚物，主鏈結(jié)構(gòu)中含有酯基官能團(tuán)。線性不飽和聚酯樹脂是常見的玻璃纖維增強(qiáng)的工程塑料，經(jīng)過固化后，樹脂通常比較堅(jiān)硬并且較脆，常用在風(fēng)車和汽車上。

測試條件

溫度范圍：20…250°C                 

樣品質(zhì)量：10.48mg（5K/min）、10.68mg（10K/min）、9.75（20K/min）               

升溫速率：5、10、20K/min                       

坩堝：鋁，密閉                             

氣氛：N2，20ml/min     

圖 1 樹脂固化的DSC曲線

結(jié)果和討論

在120°C到200°C范圍內(nèi)出現(xiàn)兩個(gè)到三個(gè)樹脂放熱峰（圖1）。第一步固化放熱是自催化反應(yīng)發(fā)生在138.1°C（5K/min），145.8°C（10K/min）和154.1°C（20K/min），第二步放熱峰不是很明確，只出現(xiàn)在5K/min和10K/min的測試中。第三步放熱峰分別出現(xiàn)在166.5°C（5K/min），174.7°C（10K/min）和183.9°C（20K/min）。

圖2和3是對樹脂固化三次測試后的動力學(xué)分析結(jié)果，固化反應(yīng)模型是三步反應(yīng)AàBàCàD，經(jīng)過對動力學(xué)參數(shù)優(yōu)化后，動力學(xué)軟件可以用來模擬任何溫度程序下的反應(yīng)過程。

圖 2  動力學(xué)分析

圖 3 動力學(xué)模型參數(shù)