C36二聚脂肪酸基不饱和聚酯树脂固化反应动力学研究 摘要 为了对C36二聚脂肪酸基不饱和聚酯树脂形成和液体凝固的过程中关联到的化学反应进行深层次的理解，使用FT-IＲ，1HNMＲ和差示扫描量热分析法对它进行了探究。经FT-IＲ和1HNMＲ的分析表明，已经通过缩聚反应顺利合成出了C36-DFA改性聚酯。通过对TGA的研究可以发现，DFA-UPR树脂的分解温度比较高，是197.83℃。DFA-UPR树脂在TM2温度下的热失重率是39.56%/℃，和UPR树脂在相同温度下相比，下降了30.13%。使用等温和非等温DSC检测方法对纯聚酯以及C36-DFA改性聚酯树脂系统进行检测。按照Kissinger方式和Crane方式可以获得DFA-UPＲ和UPＲ树脂系统的凝固反应活化能分别是每摩尔32.99千焦以及每摩尔33.68千焦；反应的等级数都是0.85；指数前的因子分别是1.89×104与3.11×104。DFA-UPR树脂的凝固反应和Sesta'k-Berggren自催化模型相一致。太空风洞
关键词：蒸汽吹灰器C36二聚脂肪酸；差示扫描量热法；固化反应
芳纶头盔引言
在材料中，热固性树脂是一个关键的发展目标，对热固化中牵涉到的化学反应动力学进行深
层次的理解，能够改善生产技术以及工艺。伴着石油化工资源的日渐衰竭以及越来越严重的环境污染，寻可再生、可循环、低成本的原材料替代品和开发新型热固性聚合物成为了人们研究的热点。在热固性聚合物里面，生物基热固性聚合物已经被科学文献普遍报导，因为不饱和聚酯树脂的性能多样化。加工方式灵敏以及成本低等特点发挥着关键的作用。近几十年来，人们对UPR的固化动力学进行了更深层次的探究。UPR的凝固过程通常都是固化剂里面的烯烃单体与不饱和聚酯二者之间的双键产生反应，恪守自由基共聚的反应原理。凝固过程在在通常情况下都较为复杂，会受到树脂体系里面的固化剂、促进剂和引发剂的类别、粘性和树脂本身化学构造的影响。油脂资源是从动植物里面取得的可循环利用组员，它的获得渠道非常普遍，根据此次探究发现，用油脂作为原料改性的热固性材料功能并不是简单、单一的凝固活动。
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试验材料和方法
1.1试验材料
工业级别的C36二聚脂肪酸、邻苯二甲酸酐、过氧化丁酮与环烷酸钴（钴含量控制在7.8%-82.%）、马来酸酐、丙二醇和对甲苯磺酸以及苯乙烯单体。
1.2仪器与表征
使用傅里叶变换Spectrum-100型号的红外光谱仪器对红外光谱进行记录。用CDC13当做溶剂，在BrukerAvance400光谱仪器上面做好1HNMＲ光谱的记录工作。使用NetzschSC204F1型号的差示扫描量热仪器展开DSC分析研究工作。使用209F1分析热量的仪器展开TGA分析研究工作，子啊氮气气氛里面，省份的速率是每分钟10摄氏度。 1.3 C36基二聚脂肪酸基柔性不饱和聚酯树脂的合成
利用缩聚反应使用在对包含C36-DFA的线性无规缩聚物的制备上。把聚酰胺（28.27克、0.189摩尔）、马来酸酐（9.48克、0.097摩尔）、C36二聚脂肪酸（22.97克、0.041摩尔）、对甲苯磺酰胺（2.43克、0.014摩尔）以及丙二醇（30毫升、0.409摩尔）放置在配备有机械搅拌器、温度计，氮气入口以及回流凝器的圆底烧瓶里面。把混合物通过油浴（利用油作为热浴物质的方法），将混合物升温到150摄氏度，并且在氮气气体存在的情
况下不断搅拌半个小时，知道混合物里的固体颗粒全部融化并且和C36二聚脂肪酸相融合。在160摄氏度下进行4个小时的聚合反应。再把得到的聚合物用冰水进行冷却，知道温度降低到室温值左右。在室内温度下，C36二聚脂肪酸基不饱和聚酯的形态是浅黄的粘性液体。
在聚四氟乙烯的模型上使用熔铸法来制备UPR，把氨基酸（12.14克、0.17摩尔）、苯乙烯单体（17.51克、0.17摩尔）、氢醌（质量分数为0.5%）、环烷酸钴(质量分数为1%)以及过氧化甲乙酮（质量分数为2%）按照顺序聚合物体系里面（75.64克）。把树脂倒在涂了液体石蜡的模型里面，在25摄氏度的温度下凝固12个小时，然后在852摄氏度的烘箱里面在进行4小时的凝固。
1.4固化行为分析
把10克不饱和聚酯树脂作为原来，按照一定的比例（100：2：1）进行混合，制作得到标准规范的样品。把所需要的样品量（5毫克至10毫克）进行称量，并且放进之前称量过的样品盘里面。密封后放在差示扫描量热仪器里面进行每一次的测量工作。
使用等温DSC以及动态升温DSC对样品进行了测绘，在40摄氏度、60摄氏度以及80摄氏度的条件下分别进行等温凝固试验，提高温度的速率分别是每分钟2摄氏度、5摄氏度、10摄氏度、15摄氏度以及20摄氏度，试验都是在氮气气体环境中展开，氮气的流速控制在每分钟50毫升。
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结果与分析
2.1核磁分析
根据DFA-UP的1HNMＲ红外光谱图可以知道，FA-UPR对C36-DFA片段对应的亚甲基和甲基质子的特征峰分别为0.88、1.97和1.27 PPM。在5.20 ~ 5.48 PPM处的重叠峰与C36-DFA的-CH=CH-基团和马来酸酐的亚甲基质子有关。在7.51和7.97 PPM的特征峰归因于苯环上的亚甲基质子。紧靠羟基的亚甲基质子特征峰(4.10 ~ 4.53ppm)和紧靠羰基的亚甲基质子特征峰(1.61和2.32ppm)表明缩合反应形成了DFAUP的分子结构，也证实了DFAUP的成功合成。
2.2热稳定性分析
氮气气氛下树脂材料的热降解可分为3个阶段：初始分解温度为198摄氏度到 244摄氏度，其原因可归结为未反应的小分子、水的蒸发和低聚物的降解；峰值温度范围为310摄氏度至 325摄氏度，往往都是因为分子内环化形成环酐结构和聚丙烯酸链段的热降解所致；不饱和聚酯树脂在379摄氏度至390摄氏度的降解峰对应于树脂的炭化过程，在炭化过程中树脂的失重达到百分之九十以上。除此之外，在测验完成之后，共聚物有很少的固体残余碳。
原因如下：C36-DFA链段的引入改善了聚酯与丙烯酸和苯乙烯的共聚反应，降低了树脂中聚丙烯酸链段的含量，从而提高了DFA-UPR树脂在TM2温度下的热稳定性；柔性C36-DFA段在一定程度上提高了聚酯链的活性，提高了交联剂与不饱和聚酯链的交联反应程度。而交联程度高抑制了材料的热降解行为，提高了树脂的热稳定性。
结语
本文采用缩聚法制备C36二聚脂肪酸改性不饱和聚酯，丙烯酸与苯乙烯经交联剂固化得到D
FA-UPR树脂材料。用FT-IR和1HNMR研究了DFA-UPR树脂的结构，用热重分析研究了DFA-UPR树脂的热稳定性。用差示扫描量热法分析了C36二聚脂肪酸基不饱和聚酯树脂的固化过程。研究发现，以油脂为原料改性的热固性材料的固化行为并不简单、单一。
参考文献
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