专题双酚fs五双酚s动力学9扩管机
舒城机械网 2022-07-21 18:56:15
专题:双酚f/s(五)双酚s动力学2
(三)结果与讨论
1、DSC等温固化动力学
热固性树脂的固化反应动力学可分为2个基本类型:n级反应和自催化反应机理。n级反应动力学方程可表示为:
式中a为反应程度,由a=△Ht/△H0式得出,△Ht为t时间固化反应放出的热量。K(T)为反应速率常数,其形式由Arrhenius方程决定:
K(T)=Aexp(-E/Rt)(2)
由方程(1)可知,服从n级反应历程时,其最大反应速率出现在t=0时中国机械网okmao.com。自催化机理可由Kamal方程表示为:
式中K1和K2为此模型中的反应速率常数;m和n为反应级数,m+n为总的反应级数。当t=0时,a=0,由方程(3)可知,此时反应速率da/dt=K1,故K1为t=0时的反应速率常数,K2则为t>0时的反应速率常数。
固化反应中,DSC测量的热量与树脂环氧基团和固化剂反应基团的消耗量成正比,即反应热与反应转化程度成正比,据此可研究固化动力学和确定动力学参数。在等温固化反应中,若仅考虑固化反应热,则反应速率da/dt正比于热流速dH/dt,即:
其中△H0是1mol反应基团反应释放的总能量,由此可得反应速率da/dt。图1、2分别是各反应温度下等温固化a-t、da/dt~t曲线。由图1、2可知,在各温度下,反应开始阶段固化速率均呈加速上升趋势,其最大值并不出现在t=的时刻,所以服从自催化反应历程。反应在不同固化温度下进行时,随反应温度的升高,da/dt的最大值逐渐增大,而达到最大值的时间则逐渐缩短,但由于前期反应较快,所以相差不是很大。我们采用Karmal自催化模型对此等温固化过程进行处理,用最小二乘法对实验数据进行非线性回归,得到方程(3)中的参数值(见表1)。
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