Page 55 - 《橡塑技术与装备》2026年2期

理论与研究
THEORY AND RESEARCH

3.2 特性黏度测定及分析 303 ； PPO-8% PPO 的 BPO 反应产物的平均分子量
将每次再分配反应的聚苯醚样品溶于二甲苯中， M 2 =6 998 ； PPO-5% PPO 的 BPO 反应产物的平均分
形成质量浓度为 0.04 g/mL 的溶液，在室温下用乌氏 子量 M 3 =12 067。

黏度计测量。根据公式 [η]= 2(η sp −ln ηr ) ，求出特性黏 3.3 固化动力学研究
C 3.3.1 试样 DSC 数据分析
度之后，通过两参数的马克 - 豪温（Mark-Houwink）
通过 Origin 作图工具将 DSC 测试仪上得到的数
α
经验公式 ： η=ΚΜ （查阅高聚物的特性黏度 - 分子量
据绘制成图得到以下 DSC 曲线。图 4 为三个试样在升
关系参数手册知，在聚苯醚（高聚物）- 二甲苯（溶
温速率分别为 5 ℃ /min、10 ℃ /min、15 ℃ /min 以
-2
剂）体系中，K=2.6×10 mL/g，α=0.69） [5] 计算得到
及 20 ℃ /min 时的 DSC 曲线。
PPO-10% PPO 的 BPO 反应产物的平均分子量 M 1 =5

图 4 试样在不同升温速率下的 DSC 曲线
根据图 4 与表 1 的数据综合分析，我们可以得出 3.3.2 试样的固化特征温度
以下结论 ：三个不同组成的样品在升温过程中均展现 凝胶温度（T gel ）、固化温度（T cure ）和后处理温
出对称性良好的放热峰形，这一现象证实了 PPO 与 度（T treat ）是决定环氧树脂加工成型过程的重要参数，
BNE-200 之间存在良好的相容性。随着升温速率（β） 可根据 T-β 外推法获得其数值，固化特征温度和升温
的增加，样品的放热峰位置明显向高温区域偏移，起 速率 β 的关系式为 ：
始温度（T i ）、峰值温度（T p ）以及终止温度（T f ）均 T=a+bβ （1）
有所上升，分别大约增加了 23 ℃、 22 ℃和 20 ℃。此外， 式中 ： T 为温度，℃ ； a 为直线截距 ； b 为直线斜
-1
放热峰的面积也随之扩大，反映出固化反应释放的热 率； β 为升温速率，℃ ·min 。
量逐渐增多。这是因为当升温速率较慢时，反应体系 图 4 为试样的 T i 、 T p 及 T f 与升温速率的线性关系。
有更多时间在较低温度下开始固化反应，导致起始温 通过线性拟合并可绘制出图 5，从图 5 可以看出，三
度较低，放热过程较为平缓。然而，随着升温速率的 个试样中的 T i 、T p 及 T f 与 β 均呈现一定的线性关系，
提高，温度迅速攀升，使得反应体系在短时间内无法 通过线性拟合并使 β=0，在 β=0 时可以分别得到体系
完全反应，从而引发了更为剧烈的放热效应。 的 T gel 、T cure 和 T treat 。
表 1 试样在不同升温速率下的特征温度 根据表 2 提供的数据可以看出，随着试样中 PPO
-1
试样 β/(℃ ·min ) T i /℃ T p /℃ T f /℃ 的比例逐步提高，固化特征温度总体上呈现出了递减
5 86.4 115.6 146.9
10 96.1 127.9 153.1 的变化规律。这意味着在复合材料体系中，增加 PPO
1 #
15 103.5 129.2 152.0
20 109.8 136.2 162.7 的含量会导致固化所需的温度阈值降低，这可能是由
5 94.6 111.5 123.5 于 PPO 有更好的化学反应活性。
10 103.6 120.8 133.1
2 # 表 2 试样的固化特征温度
15 112.4 127.1 140.9
20 119.7 133.5 146.3 试样 T gel T cure T treat
5 96.3 113.4 132.2 1 # 88.1 143.8 184.4
10 106.4 123.9 139.0 2 # 83.3 138.8 182.9
3 # #
15 110.8 130.1 147.1 3 77.1 124.8 134.5
20 117.4 135.7 153.0
2026 第 52 卷 ·9·
年