测试条件对环氧树脂损耗因子和玻璃化转变温度的影响
环境温度对环氧——聚氨酯固化反应的影响

环境温度对环氧——聚氨酯固化反应的影响环境温度对环氧——聚氨酯固化反应的影响1前⾔环氧-聚氨酯涂料,包括环氧-沥青-聚氨酯,涂膜强韧,有良好的附着⼒,较好的热稳定性和电绝缘性,优良的化学稳定性,耐油、耐溶剂、耐化学品、耐酸碱、耐盐雾和耐⽔,作为重防腐蚀涂料⼴泛⽤于船舶、海上钻井平台、⽔下设施、地下管道、⼤型钢结构件等严酷环境下重防腐蚀⽤途。
环氧-聚氨酯是⼀种在较低温度下可以快速固化的涂料。
选择适当的条件,甚⾄可以在-20℃以下固化成膜。
我国在80年代起研制此类涂料,⽬前已实现商品化,并进⼀步发展成厚膜型涂料。
环氧-聚氨酯涂料的固化反应对环境温度的变化⼗分敏感。
⼩幅度的环境温度变化会引起涂料固化反应的明显加快或减缓。
例如,设计在-5℃~5℃使⽤的冬⽤型环氧沥青重防腐蚀涂料,当环境温度降⾄-10℃以下时,实⼲时间延⾄24h以上。
环境温度升⾄10℃时,其混合后使⽤时间会缩⾄2h以内,给施⼯带来不便,甚⾄导致施⼯失败。
环氧-聚氨酯固化反应的速度与环氧树脂的类型、聚氨酯固化剂的类型、是否加⼊促进剂、缓聚剂、是否加⼊反应性组份(如沥青)等因素有关。
环氧-聚氨酯溶液在交联过程中,最直观的变化是溶液粘度的变化。
通过观察环氧树脂、聚氨酯固化剂及添加剂成分混合后,在不同温度条件下粘度的变化,进⽽推导出反应程度。
据此探讨化合物组成、助剂含量及温度变化对固化速度的影响。
2实验2.1实验材料2.1.1羟基组分(1)环氧树脂(E-12)50%溶液 EP(2)环氧树脂(E-51)与⼆⼄醇胺加成物25%溶液 EA(3)煤焦沥青 80%溶液 CT2.1.2固化剂组分(1)甲苯⼆异氰酸酯(TDI)与聚醚(N303)加成物 50%溶液 TN(2)⼆苯甲烷⼆异氰酸酯(MDI)与三羟甲基丙烷(TMP)加成物 50%溶液 MT(3)⼆苯甲烷⼆异氰酸酯(MDI)与蓖⿇油醇解物加成物 50%溶液 MO2.1.3添加剂(1)促进剂:⼆丁基锡化合物溶液2.2实验⽅法(1)固化剂⽤量羟基∶异氰酸基=1∶1(当量)(2)沥青⽤量环氧∶沥青=1∶1.5(重量)(3)环氧-聚氨酯样品粘度测试⽤⽓泡粘度计(加⽒管)(4)环氧-沥青-聚氨酯样品粘度测试⽤旋转粘度计。
固化剂对环氧树脂Tg影响

固化剂对环氧树脂Tg影响(一)玻璃化转变温度(Tg),决定了处理和应用环氧树脂类热固性树脂材料的温度范围,对于理解力学性能和其他的性能很有帮助,是这些材料重要的性能之一,因此在设计合成具有所需性能的新材料之前,预测Tg很有应用价值。
对于固化的环氧树脂玻璃化温度已有许多的预测方法。
用以预测不同固化剂固化的环氧树脂的玻璃化转变温度。
该方法包含2个步骤:构建分子模型和操作分子模拟。
通过比较模拟结果与计算或实验结果来检验该方法,然后考察固化剂对相应的固化环氧树脂的热固性树脂影响。
一、引言玻璃化转变温度(Tg)决定了处理和应用环氧树脂类热固性树脂材料的温度范围,对于理解力学性能和其他的性能很有帮助,是这些材料重要的性能之一。
因此,在设计合成具有所需性能的新材料之前预测Tg很有应用价值。
对于固化的环氧树脂玻璃化温度已有许多的预测方法。
归纳起来,有L.E.Nielsen 和DiMarzio提出的经验方程,以及Porter的基团贡献模型化方法、Bicerano的连接指数方法等半经验方法,在本文中连接指数方法得到的值将被用来与模拟的结果进行比较。
除此之外,分子模拟的方法也是可选的方法。
与上面提及的几种方法相比,详细的原子模拟可以提供机理或原理方面的信息;从长远来看是非常具有吸引力的。
然而这些模拟为了获得有实际有用的结果通常需要消耗昂贵的机时;还不适合于固化环氧系统的研究。
新的方法的目的是:提出一个简单可行的方法用以预测不同固化剂固化的环氧树脂的玻璃化转变温度。
该方法包含2个步骤:构建分子模型和操作分子模拟。
通过比较模拟结果与计算或实验结果来检验该方法。
然后考察固化剂对相应的固化环氧树脂的热固性树脂影响。
二、模拟的方法一个实际应用的环氧系统通常包含如下几种主要的成分:环氧树脂,固化剂,颜料,溶剂以及其他的添加剂。
然而在该研究环氧系统只局限于树脂组分和固化剂组分,此两者在实际应用中是不可缺少的。
所选的树脂组分为单一双酚A二缩水甘油酯(DGEBA),而固化剂组分分别为二(4-氨苯基)砜(DDS)和间二苯胺(PDA)(图1),这些都是环氧系统中常用的物质,并且相应的固化环氧树脂实验数据可得。
玻璃化转变温度

主链结构的影响
主链结构为-C-C-、-C-N-、-Si-O-、-C-O-等单键的非晶态聚合物, 由于分子链可以绕单键内旋转,链的柔性大,所以Tg较低。
当主链中含有苯环、萘环等芳杂环时,使链中可内旋转的单键数 目减少,链的柔顺性下降,因而Tg升高。例如PET的Tg = 69℃, PC的Tg = 150℃。
-H -CH3 -C6H5
.
Conformation 构型
全同Tg < 间同Tg
Isotactic, Tg=45oC
顺式Tg < 反式Tg
Cis-顺式, Tg= -102oC
O
C O CH3 CH2tactic, Tg=115oC
Poly(1,4-butadiene)
• 玻璃化转变: 整个大分子链还无法运动, 但链段开始发生运动, 模 量下降3~4个数量级,聚合物行为与皮革类似。
• 高弹态: 链段运动激化,但分子链间无滑移、 受力后能产生可 以回复的大形变, 称之为高弹态,为聚合物特有的力学状态。 模量进一步降低, 聚合物表现出橡胶行为。
.
• 粘流转变: 分子链重心开始出现相对位移, 模量再次急速下降, 聚合物既呈现橡胶弹性, 又呈现流动性. 对应的转变温度Tf称为粘 流温度。
CH 2
n
Tg= -83oC
PE Tg= -68oC
侧基的影响
当侧基-X为极性基团时,由于使内旋转活化能及分子间作用 力增加,因此Tg升高。
若-X是非极性侧基,其影响主要是空间阻碍效应。侧基体积 愈大,对单键内旋转阻碍愈大,链的柔性下降,所以Tg升高。
Side group
(A) 极性取代基:极性越大,内旋转受阻程度及分子间相互作用越 大,Tg也随之升高。
ta universal analysis 玻璃化转变温度

ta universal analysis 玻璃化转变温度(原创实用版)目录一、引言二、玻璃化转变温度的定义和影响因素1.玻璃化转变温度的定义2.影响玻璃化转变温度的因素三、玻璃化转变温度的测量方法1.热分析法2.折光率法3.核磁共振法四、玻璃化转变温度的应用1.在材料科学中的应用2.在生物科学中的应用五、结论正文一、引言玻璃化转变温度,是指物质从玻璃态向高弹性的橡胶态转变的温度,这一现象在材料科学、生物科学等领域有着重要的应用。
本文将从玻璃化转变温度的定义和影响因素、测量方法以及应用等方面进行全面的分析。
二、玻璃化转变温度的定义和影响因素1.玻璃化转变温度的定义玻璃化转变温度,简称 Tg,是指物质从玻璃态向高弹性的橡胶态转变的温度。
在这个温度以下,物质处于玻璃态,即物质的分子结构呈无序的玻璃态;在这个温度以上,物质的分子结构开始有序化,进入橡胶态。
2.影响玻璃化转变温度的因素玻璃化转变温度受多种因素影响,主要包括以下几点:(1)物质的化学组成:不同的物质,其玻璃化转变温度不同。
同一种物质,其玻璃化转变温度也会因其化学组成的改变而改变。
(2)物质的形貌:物质的形貌对其玻璃化转变温度有重要影响。
一般来说,颗粒越细,玻璃化转变温度越高。
(3)冷却速度:物质的冷却速度也会影响其玻璃化转变温度。
冷却速度越快,玻璃化转变温度越高。
三、玻璃化转变温度的测量方法1.热分析法:热分析法是测量玻璃化转变温度最常用的方法。
该方法是在程序控温下,测量物质的折光率或膨胀系数随温度的变化,从而确定玻璃化转变温度。
2.折光率法:折光率法是利用物质在玻璃态和橡胶态下折光率的不同,来测量玻璃化转变温度的方法。
3.核磁共振法:核磁共振法是利用物质在玻璃态和橡胶态下,其分子结构不同,导致核磁共振信号不同的原理,来测量玻璃化转变温度的方法。
四、玻璃化转变温度的应用1.在材料科学中的应用玻璃化转变温度在材料科学中有着广泛的应用,特别是在塑料、橡胶等材料的研究和生产中,了解和控制材料的玻璃化转变温度,可以有效地改善材料的性能。
玻璃化温度对环氧树脂空间电荷分布的影响_陈少卿

2011年8月电工技术学报Vol.26 No. 8 第26卷第8期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Aug. 2011玻璃化温度对环氧树脂空间电荷分布的影响陈少卿彭宗仁王霞(西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安 710049)摘要用电声脉冲法(PEA)测量了纯环氧试样在313K(玻璃化温度以下)及343K(玻璃化温度以上)时的空间电荷分布,并测量了两种温度不同电场强度下的空间电荷特性。
实验发现两种温度下的空间电荷特性具有明显的差异。
并对环氧树脂表面水分对空间电荷特性的影响进行了讨论。
关键词:玻璃化温度环氧树脂空间电荷表面水分中图分类号:TM215.1Effects of Glass Transition Temperature on Space Charge in Epoxy ResinChen Shaoqing Peng Zongren Wang Xia(State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power EquipmentXi’an Jiaotong University Xi’an 710049 China)Abstract The space charge distribution of filler free epoxy resin at temperature below 313K and above 343K are measured with the pulsed electro-acoustic (PEA) method. The space charge distributions under different electrical field at each temperature are also investigated. The results show that the space charge characteristics at each temperature had obvious diversity. The influence of the water content on the space charge generation is also shown and discussed.Keywords:Glass transition temperature, epoxy resin, space charge, surface water1引言环氧材料已被广泛作为绝缘材料应用于高压设备、电力电子器件和集成电路封装[1-4]。
环氧树脂纳米涂料在玻璃器皿保护中的性能评估

环氧树脂纳米涂料在玻璃器皿保护中的性能评估近年来,玻璃器皿在生活中的应用逐渐增多,然而由于其脆性大、易碎等特点,容易导致破损和破裂。
因此,研发一种具有保护功能的涂料对于玻璃器皿的使用更加安全可靠。
本文将通过评估环氧树脂纳米涂料在玻璃器皿保护中的性能,来验证其可行性和效果。
首先,我们需要了解环氧树脂纳米涂料的特性和制备方法。
环氧树脂纳米涂料是由环氧树脂基体和纳米级颗粒组成的涂料,具有优异的物理性能和化学稳定性。
其制备方法主要包括溶液法、溶胶-凝胶法、浸渍法等。
目前较为常见的是使用溶液法制备环氧树脂纳米涂料。
接下来,我们需要评估环氧树脂纳米涂料在玻璃器皿保护中的性能。
首先是涂层的附着力评估。
通过标准试验方法,将涂层施加在玻璃器皿表面,并进行一定的负载测试,评估涂层与玻璃的粘结性能。
其次是硬度和耐磨性评估。
通过硬度测试、摩擦、划痕等试验,评估涂层的硬度和耐磨性能。
再次是耐腐蚀性评估。
将玻璃器皿在一定环境条件下暴露一段时间,然后评估涂层对腐蚀、介质的稳定性。
最后是耐热性评估。
在高温条件下,评估涂层的稳定性和性能。
涂层的附着力是评估涂层性能的重要指标之一。
使用附着力测试仪进行测试,结果以附着力等级来表示。
对于涂层与玻璃的粘结强度较高,可以保证在使用过程中不易脱落,从而起到保护玻璃器皿的作用。
硬度和耐磨性评估是用来评估涂层的耐用性能。
常用的测试方法有万能试验机测试和摩擦测试。
通过测定涂层的硬度和真实环境下的耐磨性,可以判断涂层是否能够有效防止玻璃器皿破损和破裂。
耐腐蚀性评估是评估涂层在不同环境介质中的稳定性。
根据实际使用场景,可以模拟不同的介质,如酸性、碱性、盐水等环境,进行涂层腐蚀试验。
通过确定涂层对介质的稳定性,可以保证涂层在使用过程中不会受到腐蚀而失去保护作用。
耐热性评估是评估涂层在高温环境下的稳定性和性能。
通过热处理试验,可以测试涂层是否具有耐高温性能,避免在高温环境下涂层老化、失效。
通过上述性能评估,可以综合评价环氧树脂纳米涂料在玻璃器皿保护中的性能。
环氧树脂玻璃态转化温度

玻璃态、高弹态、粘流态名词解释
固态物质分为晶体和非晶体,构成晶体的原子(或分子或离子)具有一定的规则 结构(即晶格),晶体具有一定的晶体形状和固定熔点,并不具有各向同性。而 非晶体没有固定的晶体形状和固定熔点,具有各向同性,随着温度升高逐渐变软, 变软后可以加工成各种形状,继续热才会融化。
非晶态聚合物材料有以下三种物理状态(或称力学状态):玻璃态、高弹态(橡 胶态)和粘流态。 1. 在温度低于玻璃态转化温度时,非晶态聚合物为刚性固体状,在外力作用下只会 发生微小形变,表现出脆性,与玻璃相似,此状态为玻璃态; 2. 当温度高于玻璃态转化温度时,材料的形变明显增加,并且表现为高弹性质,此 状态为高弹态; 3. 当温度高于粘流化温度Tf时,材料逐渐变成粘性的流体,此状态为粘流态。 高分子聚合物多为非晶态聚合物(简称非晶聚物,又称无定型聚合物)
PP的不同阶段
半固化片中所用树脂主要为热塑性树脂, 树脂有三种阶段: A阶段:在室温下能够完全流动的液态树脂,这是玻纤布浸胶时状态 B阶段:环氧树脂部分交联处于半固化状态,在加热条件下,又能恢复到液体状态 C阶段:树脂全部交联为C阶段,在加热加压下会软化,但不能再成为液态,这是多 层板压制后半固化片转成的最终状态.
PS:在玻璃化转变温度时,高聚物的比热容、热膨胀系数、粘度、折光率、自由体积 以及弹性模量等都要发生一个突变。
热固性塑料和热塑性塑料
热固性树脂:指在加热时进行化学反应而固化的树脂。此反应是不可逆的,再加 热也不能软化或熔化,温度过高则碳化或分解。体型聚合物(具有网状结构)具 有这种性能。 热固性塑料的树脂在固化前是线型或带支链的,固化后分子链之间形成化学键,成 为三维的网状结构,不仅不能再熔触,在溶剂中也不能溶解。 热塑性树脂:可反复加热软化、冷却固化的树脂。常温下为固体,受热时软化, 温度过高则分解。大多数线型聚合物(具有链状结构)具有这种性能。 热固性塑料和热塑性塑料的关系好比陶瓷和玻璃。
固化温度对环氧树脂固化物性能的影响

固化温度对环氧树脂固化物性能的影响一、本文概述环氧树脂作为一种重要的高分子材料,因其出色的物理和化学性能,如良好的粘附力、耐化学腐蚀性和电气绝缘性等,被广泛应用于涂料、胶粘剂、复合材料等多个领域。
环氧树脂的固化过程是实现其性能的关键步骤,而固化温度是影响环氧树脂固化物性能的重要因素之一。
因此,本文旨在探讨固化温度对环氧树脂固化物性能的影响,以期为环氧树脂的优化应用提供理论支持和实践指导。
本文首先对环氧树脂的固化机理进行简要介绍,明确固化温度与环氧树脂固化物性能之间的内在联系。
接着,通过实验研究不同固化温度下环氧树脂固化物的性能变化,包括力学性能、热稳定性、耐化学腐蚀性等方面。
结合相关文献和理论,分析固化温度对环氧树脂固化物性能的影响机理。
根据实验结果和分析,提出优化固化温度的建议,以期提高环氧树脂固化物的综合性能,推动环氧树脂在各个领域的应用发展。
通过本文的研究,期望能够为环氧树脂的固化工艺优化提供理论依据和实践指导,同时也为相关领域的科研人员和企业技术人员提供有益的参考和借鉴。
二、实验材料与方法本实验采用的主要材料为环氧树脂(Epon 828)和固化剂(D.E.R. 331)。
环氧树脂是一种广泛使用的热固性树脂,因其良好的物理机械性能、电绝缘性能、化学稳定性和粘附性能而被广泛应用于涂料、粘合剂、复合材料等领域。
固化剂则是用于引发环氧树脂固化的化学物质,通过与其反应,使环氧树脂从可溶、可熔的线性状态转变为不溶、不熔的网状结构。
本实验采用热重分析(TGA)和动态力学分析(DMA)来研究固化温度对环氧树脂固化物性能的影响。
将环氧树脂和固化剂按照一定比例混合均匀,然后在不同的固化温度(如80℃、100℃、120℃、140℃和160℃)下进行固化,固化时间统一设定为2小时。
固化完成后,将得到的固化物进行后处理,如研磨、切片等,以便进行后续的性能测试。
通过热重分析(TGA)来评估固化物的热稳定性。
TGA是在程序控制温度下测量物质的质量与温度变化关系的一种技术,可以揭示材料在加热过程中的热分解行为。
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摘 要 采 用动 态力 学分析 (DMA) ̄f究环氧 树脂 ,分析 了扫描 频 率 、加 载模 式和 升 温速 率 对环 氧
树 脂 损耗 因子 和 玻璃 化 转 变温度 的影 响 。结果 表 明 :扫 描频 率越 大 ,所测 得 的玻 璃 化 转 变 温度
作 者简介 :吕  ̄1i ,(1980-),女 ,本科生 ,从 事材料 物性分析 的研究
一
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测 试 条 件 对 环 氧 树 脂 损 耗 因子 和 玻 璃 化 转 变 温度 的影 响
《上 海 塑 料 》2016年 第 2期 (总 第 174期)
0 前 言
动态 力学分析 (DMA)是在 周期交 变负荷作 用 下研究材 料的 热力 学性 能 的方法 。它使 高 分子 材 料 的 力 学 性 能 与 温 度 、作 用 的频 率 联 系 起 来 ,反 映 了在强迫振 动下 材 料 的储 存模 量 E 、损耗 模 量 E, 及损耗 因子 tan 随 温度 T 的变 化 情况[】]。DMA
L1/,Jue 。FENG Jie-min。-。
(1.Technology Research Institute of Shanghai Huayi Group,Shanghai 200241,China;
2.Shanghai Key Laboratory of M echanics in Energy Engineering, Shanghai 200072。China;3.Department of M echanics,College
表 1 四种加 载模 式 下的试 样尺 寸
测 试模 式 单 悬 臂模 式 (SC) 双 悬 臂 模 式 (DC)
拉 伸 模式 (T) 兰点 弯 模 式 (TPB)
试 样 尺 寸
40 m m × 14.5 mill× 4ram 60 m m × 14.5 nliil × 4ra m 20 nlnl × 8 nlm × I.5ra m 60 mill× 14.5 nlln × 4ra m
也 越 高 ,损耗 因子峰值 也越 高 ,峰 宽也 越 宽 ,玻 璃化 转 变 区域也越 大 ;升 温速 率越 快 ,玻 璃 化 转 变
温度 也越 高 ,损耗 因子峰值 越 低 ;利 用 Arrhenius公 式 计 算得 到 环 氧树 脂玻 璃 化 转 变所 需要 的
活化 能△E,在拉 伸模 式 下 的△E 比 弯曲模 式 下的 大很 多 。 关键 词 动 态力 学分析 ;环氧 树脂 ;损 耗 因子 ;扫描 频率 ;加 载模 式 ;升温速 率
中 图 分 类 号 :TQ 320
文 献 标 志 码 :A
文 章 编 号 :1009—5993(2016)02—0025—05
Influence of Testing Conditions on Loss Factor and Glass Transition Tem perature of Epoxy
测 试 条 件 对环 氧 树 脂 损 耗 因子 和 玻 璃 化 转 变 温 度 的 影 响
研 究 与 应 用
Hale Waihona Puke 《上 海 塑料 》2016年 第 2期 (总 第 174期 )
测 试 条 件 对 环 氧 树 脂 损 耗 因 子 和 玻 璃 化 转 变 温 度 的 影 响
吕 珏 ,冯 捷 敏 。 (1.上 海 华 谊 (集 团)公 司技 术 中心 ,上 海 200241;2.上 海 市 力 学 在 能 源 工 程 中 的
of Science。Shanghai University,Shanghai 200444,China)
Abstract:Epoxy resin was studied by using dynamical mechanics analysis(DM A).The influences of the loading frequency,loading m ode and heating rate on the loss factor and glass transition tem perature of epoxy were analyzed. The results show that the higher loading frequency is eho— sen,the higher glass transition temperature is obtained,the peak of loss factor becom es higher and wider,and the region of the glass transition appears w ider. T he faster heating rate is eho— sen。 the higher glass transition tem perature is obtained,and the low er peak of loss factor is got. T he activation energies, /x E ,of glass transition in the different loading m odes are calculated by A rrhenius equation. T he activation energy in the tensile loading m ode is m uch larger than the one in the bending loading m ode. Key words:dynam ical m echanics analysis;epoxy; loss factor; loading frequency; loading m ode; heating rate