Page 60 - 《橡塑技术与装备》2025年5期

橡塑技术与装备
HINA R&P TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

2.4 固化动力学分析
采用 n 级模型推测其固化动力学方程 [8] 。图 6 表
示不同升温速率对 lig-ep-20 环氧体系结果的影响，
可以看出随着升温速率由 5 ℃ /min 增加到 20 ℃ /min，
固化曲线整体向右移动，峰值温度不断向高温区移动
升高，放热峰变得尖锐，这可能是由于升温速率的增
加造成固化反应的放热滞后现象逐渐增强，反应产生
的温差变大。

图 4 酶解木质素环氧树脂固化物热稳定性曲线

图 6 酶解木质素环氧树脂固化物放热曲线

2.4.1 表观活化能与指前因子
通过得到不同升温速率放热曲线下测得固化动力
2
图 5 酶解木质素环氧树脂固化物一阶微商曲线 学数据如表 3，以 In（β/T p ）对 1/T p 作图，如图 7 所示。
2
In（β/ T p ）对 1/T p 有着良好的线性关系。采用线
表 2 酶解木质素基环氧树脂固化物热分解温度与残碳率 2
编号 初始热分解温度 /℃ 最快热分解温度 /℃ 残碳率 /% 性回归分析，求得 In（β/ T p ）对 1/T p 的回归方程 ：
Lig-ep-0 288 361 5.0 In（β/ T p ）=-7.36 267×1/T p +8.296 51 （1）
2
Lig-ep-10 302 369 5.1
Lig-ep-20 324 371 5.5 回归方程相关系数 R 为 0.998 8，表明 In（β/
Lig-ep-30 328 371 6.0 T p ）对 1/T p 之间的线性关系较为显著，由此回归方程
2
Lig-ep-40 328 375 6.3
表 3 固化动力学数据
3
2
2
-1
-1
固化体系 升温速率 β/(℃ . min ） T p /K In（β/ T p ）/[(℃ ·K ) . min ] 1/T p （/10 . K） Inβ
5 395.11 -10.34 2.53 1.61
10 406.49 -9.81 2.46 2.30
Lig-ep-30
15 416.25 -9.35 2.40 2.71
20 423.68 -9.10 2.36 3.00
可得直线斜率为 -7.362 67，计算得到该固化体系的 线，如图 8 所示。采用线性回归分析求得回归方程 ：
表观活化能 E a =61.213 kJ/mol。 In（β）=-8.100 15×1/T p +22.149 12 （2）
2
2.4.2 反应级数的研究 回归方程相关系数 R 为 0.991 6，表明 In（β/T p ）
体系的固化反应级数可由 Crane 方程求出，当 对 1/T p 之间的线性关系较为显著，由此回归方程可得
2
Ea/nR2T p 时，2T p 忽略不计，采用 In（β/T p ）对 1/T p 直线斜率为 -8.100 15，计算得到该固化体系的固化
作图并进行线性拟合，可得到具有很好线性关系的直 反应级数 n 为 0.909，为小数，表明该体系的固化反

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·16· 第 51 卷 第 期