固化度的测定 固化度(或叫转化率)
是热固性聚合物构料一个很重要的参数,用DSC 可以很方便地进行测定,因为固化反应(或硫化反应)一般都是放热反应.放热的多少与树脂官能度的类型、参加反应的官能团的数量、固化剂的种类及其用量等有关.但是对于一个配方确定的树脂体系,固化反应热是一定的,如图1
45 所示.因此,固化度α 可用下式计算: 式中△H0 是,自全全固化的树脂体系进行完全固化时所放出的总热量(J/g),△HR 是固化后剩余反应热(J/g). (1
62)式的计算方法在研究树脂体系贮存期方面比较方便. 固化度α 的另一种计算方法如下: 式中即是固化反应进行到 t 时刻的固化度,△Ht是固化反应进行到 t 时刻的反应热. △H0 和(1
62)式意义相同.(1
63)式在研究树脂体系固化反应动力学、计算反应动力学参数方面比较方便. 由固化反应的固化度的测定,可计算固化反应动力学参数(E,n,A0,k).用热分析技术研究反应动力学始于50 年代初,30 多年来已发表了几十种动力学参数处理方程.这里仅就目前比较常用的几种非等温动力学方程介绍如下: 1
Borchardt 和 Daniels 方程 式中k 是速率常数,K 是仪器常数,A 为总面积,V 为体积,a 是到达时刻 t 时曲线包围的面积,Cp 是试样的热容,△T 是DTA 的纵坐标,n 是反应级数,N0 是起始摩尔数.对于一级反应,n=1,则 对于DSC 技术,因△T=0,总热量等于峰面积 A,故△H=A.假定放热量正比于反应的摩尔数,那么,速率常数可表示如下: 在方程(1
64)中,Cp(d△T/ dt ) 和 Cp△T 比它们加入或减去的那个量小一个数量级,对于一级反应,它们可忽略,所以式(1
64)可简化为: 对一股情况 根据所采用DTA 或DSC 技术,可分别选用(1
65)或简化的(1
67)或(1