聚酰亞胺-環(huán)氧樹脂膠黏劑的固化動力學研究

許梅芳，毛蔣莉，虞鑫海，劉萬章

（1.東華大學 應用化學系，上海 201620；2.浙江金鵬化工股份有限公司，浙江 臺州 318050）

聚酰亞胺-環(huán)氧樹脂膠黏劑的固化動力學研究

許梅芳1，毛蔣莉1，虞鑫海1，劉萬章2

（1.東華大學 應用化學系，上海 201620；2.浙江金鵬化工股份有限公司，浙江 臺州 318050）

以2,2-雙[4-（4-氨基苯氧基）苯基]丙烷（BAPOPP）和2,2-雙[4-（3，4-二羧基苯氧基）苯基]丙烷二酐（BPADA）為原料在室溫下于DMAc溶劑中合成了一種新型聚酰亞胺，并用其改性環(huán)氧樹脂體系獲得聚酰亞胺-環(huán)氧體系膠黏劑。利用差示掃描量熱計（DSC），以不同的升溫速率對聚酰亞胺-環(huán)氧樹脂膠黏劑進行DSC掃描；并對聚酰亞胺-環(huán)氧樹脂膠黏劑的固化反應動力學進行研究，采用Kissinger法計算出該聚酰亞胺-環(huán)氧樹脂體系膠黏劑的活化能為76.64kJ/mol；結合Crane公式求出該體系的反應級數(shù)為0.9；并確定了頻率因子A、峰溫時的反應速率常數(shù)Kp。結合不同升溫速率的DSC譜圖，以外推法確定了聚酰亞胺-環(huán)氧樹脂膠黏劑固化工藝為130℃/1h→160℃/2h→180℃/3h。

聚酰亞胺；環(huán)氧樹脂；膠黏劑；固化反應；動力學；差熱分析

Abstract:The new type of polyimide powder was synthesized through the reactions of polycondensation of 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane(BAPOPP)and 2,2-bis[4-(3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl]propane dianhydride(BPADA)in DMAc solvent at room temperature and imidization by azeotropy.The novel polyimide-epoxy adhesive was also prepared by modification of epoxy resin with this polyimide.The DSC curves of the above-mentioned polyimide-epoxy adhesive were obtained with different heating rates.Moreover,the curing kinetics were also studied by using Kissinger equation and Crane formula,the activation energy of 76.64kJ/mol was acquired,reaction order was 0.9,the frequency factor A and the reaction rate constant Kp at the peak temperature of the reaction was also obtained.The polyimide-epoxy adhesive curing process was determined as 130℃/1h→160℃/2h→180℃/3h by extrapolation of DSC curves.

Key words:Polyimide;epoxy resin;adhesive;cure reaction;kinetics;DSC analysis

前 言

環(huán)氧樹脂（EP）膠黏劑因具有一系列優(yōu)異性能而被廣泛應用于諸多領域。然而，環(huán)氧樹脂固有的脆性影響了其固化物的性能。因此，人們對環(huán)氧樹脂進行了大量的增韌改性研究[1～3]，主要的增韌方法有：橡膠類彈性體增韌（如液體丁腈橡膠等）、有機硅增韌（如氨基硅油等）、熱塑性樹脂增韌（如PEI、PPS、PES、PEEK等）、聚酰亞胺增韌和液晶聚合物增韌等。

聚酰亞胺是一類性能優(yōu)異的工程塑料。它具有許多優(yōu)異性能，如耐高低溫性能、突出的機械性能等，廣泛應用于需要高熱穩(wěn)定性、優(yōu)異的機械性能等的領域。……