上面的雙馬來酰亞胺樹脂體系大概是所謂的PMR(單體反應物聚合)樹脂。可惜得不到關于所用單體的性質和有關化學的更多信息。
解釋 玻璃化轉變和反應峰隨著升溫速率的增加向較高溫度移動。比反應焓的值始終大約相同。因為這是一個填充體系,所以反應焓是填充模塑料而不是反應樹脂體系的“表觀”反應焓。
轉化率曲線(圖中右上圖)是從反應峰積分計算的。用非模型動力學來計算表觀活化能(在aTIN中的曲線)和對三個等溫轉化率曲線的預測(左下)。
計算 玻璃化轉變和固化反應的計算結果匯總于下表:
升溫速率,K/min
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5
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10
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20
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玻璃化轉變 L(ASTM),℃
Acp,J/Gkz
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41
0.56
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42
0.53
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47
0.53
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峰溫,℃
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127
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134
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142
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表觀活化能,J/g
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22.9
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23.3
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22.O
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對質量1至10Mg樣品的其他測試表明,得到的反應焓幾乎是相同的,平均值為22.5J/g。不過對質量小于5mg的,出現較大的不確定性。未顯示相應的曲線。
應用動力學:在三個等溫反應溫度下達到20%、50%或90%轉化率的時間預測:
轉化率
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80℃
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100℃
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120℃
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20%
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45min
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bmln
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1min
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50%
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252min
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26min
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4min
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90%
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—
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131min
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17min
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例如,如果固化在80℃進行,那么252min后反應完成50%(50%轉化率)。這表明了必要的加工時間。MFK計算表明,活化能只是在約35%轉化率后基本上是不變的。這表示固化反應初始與后來的進行是不同的。在80℃下可最好地看到該效應對預測的影響。
結論 對給定工藝條件的反應動力學行為可從僅僅幾個DSC測試來評估。動力學分析能作出關于轉化率、溫度和時間的預測,甚至在實際上困難的甚至不可能達到的或費時太多的條件下。預測也可用來計劃其他詳細的測試。預測的條件是優化生產的基礎。結果應該用合適的測試來檢驗。