炭黑对环氧树脂复合材料的非等温固化动力学的影响

梅凯文 李嘉炜 廖宇恒 李世龙 张鹤馨 郝文涛 王文平

(合肥工业大学 化工学院， 安徽 合肥 230009)

根据高分子物理的基本原理，聚合物的凝聚态结构对其性能有直接的影响。环氧树脂是一种热固性材料，其内部的交联网络必然在很大程度上决定材料的性能[1]。在环氧树脂中引入炭黑(CB)后，交联网络的构筑过程会受到炭黑的显著影响[2]。因此，非常有必要研究环氧树脂的固化动力学。

非等温固化反应动力学通常用反应过程中的活化能—转化率关系来表述，研究CB/环氧树脂复合体系的活化能随着转化率的变化则能够较为准确地反映出炭黑的引入对于复合体系固化过程的影响。郝文涛等[3]采用等转化率方法对POSS/环氧树脂复合体系的固化行为进行了研究。周介峰等[4]采用非等温DSC对双酚A型活性酯(H5090)和双环戊二烯环氧树脂(DCPD)体系进行了固化动力学研究。侯祥等[1]采用非等温DSC对胺丙基低聚倍半硅氧烷(NH2-POSS)/环氧树脂(E51)/4,4-二氨基二苯砜(DDS)体系的固化过程进行研究，并利用外推法确定体系的固化工艺条件,通过Kissinger和Coat-Redfern方程计算体系的活化能,研究了n级和自催化模型对体系的适用性。徐亚娟等[5]采用等温和非等温DSC法对双酚A环氧树脂(DGEBA)/4,4′-二氨基二苯砜(DDS)体系的固化过程进行了研究。李紫璇等[6]采用非等温差示扫描量热(DSC)法研究了Al2O3/EP复合材料的固化行为,对其DSC曲线进行分峰处理,利用等转化率方法求得了不同反应阶段的表观活化能。然而，目前还没有关于CB/环氧树脂体系的非等温固化动力学的报道。……