芳香胺固化劑因其固化物具有優(yōu)異的力學性能和高熱變形溫度，而受到廣泛重視。但大部分芳香胺固化劑常溫下為固態(tài)且熔點較高，必須加熱熔化后才能與環(huán)氧樹脂相混，操作復雜、工藝性差，須對高熔點芳香胺固化劑改性，以獲得工藝性良好的低熔點芳香胺固化劑。最近業(yè)內(nèi)利用間苯二胺改性一種新合成的分子質(zhì)量相對較大的長鏈柔性芳胺(LCDA)，以形成低共熔固化劑。并用此低共熔物來固化環(huán)氧樹脂，研究其固化行為、確定動力學模型、求取動力學參數(shù)，并對體系的固化工藝進行初步探討。 
      據(jù)中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(www.epoxy-e.cn)專家介紹，根據(jù)n級固化動力學模型，運用Melak方法計算出LCDA/m-PDA/EP體系動力學參數(shù)，結(jié)果如表2，lnA和n的平均值分別為13.57和0.813。同理可計算出LCDA/EP體系的lnA和n分別為13.31及0.761。從以上數(shù)據(jù)可以看出間苯二胺的引入使體系的頻率因子增大，這主要是因為間苯二胺的苯基上僅有2個氨基，反應時空間位阻較小，因而受熱后與環(huán)氧樹脂碰撞的幾率更大。同時體系的反應級數(shù)也發(fā)生了變化，但都是非整數(shù)。
      表2 體系固化動力學方程參數(shù)
      β/(K?min-1) lnA n
      5 13.63 0.789 
      10 13.65 0.810
      15 13.52 0.853
      20 13.51 0.818
      25 13.55 0.797 
     因此LCDA/m-PDA/EP體系固化動力學模型可寫為： 
      4、固化工藝的確定 
      從表1可以看出，采用動態(tài)升溫對LCDA/m-PDA/EP體系進行固化時，峰值溫度存在很大差別，而實際生產(chǎn)中環(huán)氧樹脂的固化反應一般是在階梯升溫條件下進行的。大量研究表明：各階段的溫度與固化峰起始溫度To，峰頂溫度Tp和終止溫度Te有關(guān)，而且固化反應溫度(T)與固化升溫速率(β)呈線性關(guān)系[10]，因而可以通過外延法來初步確定固化溫度。利用表1的數(shù)據(jù)作LCDA/m-PDA/EP體系的T和β關(guān)系圖(見圖5)。 
      從圖5中可以看出T和β很好的符合線性關(guān)系。將圖中直線外推至升溫速率為0時的溫度，可得到體系的固化工藝溫度。即起始固化溫度Tgel為110℃，恒溫固化溫度Tcure為150℃以及后處理溫度Ttreat為185℃。然而在實際固化過程中，為了防止驟然高溫固化造成體系反應過分劇烈，使得大量易揮發(fā)組分揮發(fā)形成氣泡，從而使體系產(chǎn)生較大的殘余應力影響體系的性能，體系的實際起始固化溫度要比理論的低。 
       5、結(jié)論 
        新型長鏈柔性芳香胺與間苯二胺按質(zhì)量比1：1組成的混合物具有最低共熔溫度，其熔融溫度為50.9℃。用此低共熔芳胺固化環(huán)氧樹脂，根據(jù)Melak方法和Kissinger方法確定了體系的固化動力學模型為n級反應固化動力學模型，表觀活化能△E為54.489 kJ/mol，頻率因子A為7.28×105及反應級數(shù)n0.813。此外，運用外延法得到體系的起始固化溫度Tgel為110℃，恒溫固化溫度Tcure為150℃以及后處理溫Ttreat為185℃，為體系固化工藝的確定提供了科學依據(jù)。