環(huán)氧樹脂廣泛地應(yīng)用于浸漬材料，尤其適用于VPI技術(shù)。單組分環(huán)氧樹脂體系有一系列的重要應(yīng)用包括高壓無溶劑絕緣漆及線圈、絕緣體和套管等絕緣澆鑄零部件，具備優(yōu)異的力學(xué)強(qiáng)度，耐熱性和介電性能。比起其他的浸漬體系(例如不飽和聚酯)，環(huán)氧樹脂具有顯著的低揮發(fā)性能。哪么單環(huán)氧基活性稀釋劑對環(huán)氧酸酐體系的作用是如何測定的？最近，上海交通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院上海電絕緣與熱老化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，開展了這樣的實(shí)驗(yàn)，他們首先進(jìn)行動態(tài)DSC法進(jìn)行稀釋體系的研究，用熱分析方法監(jiān)測熱固性樹脂的固化過程，以及確定最佳固化條件是非常有效的；DCS法由于樣品用量少、測量精度高，適用于各種固化體系因而應(yīng)用廣泛。不同稀釋劑體系DSC曲線出現(xiàn)2個很明顯的放熱峰，2個放熱峰相隔比較遠(yuǎn)，峰面積也最大，隨著稀釋劑用量的增加，2個放熱反應(yīng)峰的起始溫度(Ti)峰值溫度(Tp)，及終止溫度(Tt)均向高溫方向移動并且2個峰位置靠近，峰面積不斷減小峰形變鈍，固化反應(yīng)放熱不集中，說明反應(yīng)速率變慢。放熱過程的△Hc基本上隨稀釋劑用量的增大而減小，而固化反應(yīng)程度則正比于固化反應(yīng)放熱量。
就是說不同配方的反應(yīng)放熱峰面積的大小，反映了稀釋劑的使用提升了起始反應(yīng)溫度同時降低了固化程度。在隨后的體系介電性能的分析中，從同一固化條件下的tanδ-T曲線可以看出，低溫時tanδ很小且隨溫度的變化不大，當(dāng)溫度上升至某一定值(140℃)時，tanδ隨溫度呈指數(shù)曲線的形式上升。低溫時tanδ很小，這是因?yàn)榈蜏叵码妼?dǎo)損耗可以忽略，此時分子熱運(yùn)動很弱，與熱運(yùn)動有關(guān)的松弛極化建立速度很慢，因而松弛極化的貢獻(xiàn)甚微，主要由電子位移極化決定，而電子位移極化率與溫度無關(guān)，但松弛損耗與e-u/kT(u：分子活化能；k：波爾茲曼常數(shù))成正比，故當(dāng)溫度上升(>140℃)時，tanδ隨溫度呈指數(shù)曲線上升。稀釋劑的加入通常使環(huán)氧樹脂固化物介電常數(shù)、功耗因素下降，同時也會導(dǎo)致環(huán)氧固化物力學(xué)強(qiáng)度的下降。H8只含有一個環(huán)氧基，固化反應(yīng)會引起分子鏈終止，用量一般不超過20%。隨著稀釋劑用量增多，同一溫度下的tanδ也隨之增大H8添加量為20份，15份，0份時，150℃下的tanδ分別為0.039，0.029，0.012。當(dāng)H8用量為15份時，稀釋效果明顯且介電性能佳。
最后專家們進(jìn)行了動力學(xué)分析。為了更好地確定固化反應(yīng)工藝以及了解固化過程與產(chǎn)品性能之間的關(guān)系，獲取最佳的固化條件，研究固化反應(yīng)動力學(xué)是十分必要的。根據(jù)Kissinger方程，熱固性樹脂的固化反應(yīng)表觀活化能△Eα。根據(jù)實(shí)驗(yàn)所用不同的升溫速率及對應(yīng)的固化反應(yīng)放熱峰的峰值溫度。研究人員采用脂環(huán)族環(huán)氧樹脂(ERL4221)和液體酸酐甲基六氫鄰苯二甲酸酐(MHHPA)作為固化劑的樹脂體系，添加乙酰丙酮鋁(A1AcAc)作為潛伏性促進(jìn)劑，加入單環(huán)氧基活性稀釋劑(H8)，DSC曲線放熱峰向高溫方向移動，峰形變鈍，反應(yīng)速率變慢；介電損耗一溫度譜實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，隨著稀釋劑加入量增多，介電損耗值也呈上升趨勢，但總體上tanδ還是保持較低值范圍內(nèi)，155℃tanδ最大值不超過0.04。稀釋劑(H8)用量為15份時，150℃下的tanδ為0.029，可獲得較好的稀釋效果和介電性能。利用Kissinger和Crane方程對該固化反應(yīng)進(jìn)行動力學(xué)分析得出。
