高分子材料固化过程的热分析研究进展陈文怡官建国（武汉理工大学）机理。揭示固化反应动力学机制，从而控制固化反应过程。优化固化工艺参数一直是高分子树脂研究的重要课题介绍了各种热分析技术的基本原理和特点，在固化反应动力学基础理论指导下，对热分析技术在高分子材料的固化过程机理。
固化反应动力学和固化产物的热稳定性研究方面的应用进行了综合分析和评述：交联和固化反应；固化反应动力学；热分析技术：TQ316.2：A高分子材料作为一种正在广泛应用的先进工程材料，在世界范围内引起了极大的重视在高分子材料的制备过程大致可分为物理过程和化学过程两个重要的基本过程，物理过程包括混合、均化、成型等；化学过程则主要包括交联或固化反应等化学过程对高分子材料的最终结构的形成和制品的综合性能有决定性的影响高分子树脂在交联和固化过程中经历了复杂的物理化学反应和复杂的化学反应动力学过程，研究固化过程机理揭示固化反应动力学机制，从而控制固化反应过程、优化固化工艺参数一直是高分子树脂研究的重要课题，研究固化过程的方法有多种多样，其中热分析方法是应用较多的手段热分析技术是在温度程序的控制下测量试样相对于参比物的热流速度（放热或吸热速度）随温度变化的一种现代测试技术，其主要技术手段包括DSCDTA和TG等，其中，差示扫描量热法（DSC）是较为新颖和高效的热分析技术动态热机械热分析技术（DMA）也是近年来在高分子材料研究中广泛应用的热分析方法该技术在高分子材料领域应用相当广泛，是研究高分子材料固化过程机理，固化过程特点的理想方法1高分子材料固化过程热分析研究的理论基础1151高分子材料交联固化过程一般分为三种类型：自由基聚合型、缩合反应型和加成反应型等其主要特点是，在固化反应中会放出化学反应热。热分析方法就是通过对化学反应热的跟踪检测来研究分析高分子材料的固化过程的。交联固化过程的研究是以化学反应动力学为基础来开展的，目的是确定固化反应过程的速度方程和化学反应机理通过化学反应速度方程，可以清楚地描述反应进程（转化率或速度）与反应过程参数（如浓度、时间、温度等）的关系，其数学方程如下对于聚合物高分子树脂，其固化反应可分为催化固化和非催化固化当固化反应为非催化固化时，其动力学方程的基本形式为0，则通过积分公，可获得固化过程的温度工艺条件。具体方法是将升温速率对反应起始温度和反应峰值温度作图，可获得直线关系，外推至升温速率为零时对应的反应温度即为固化反应的最低温度和最高温度。
徐刚等人采用DSC分析方法研究了环氧树脂环氧封端酚酞聚芳醚腈的固化特征通过DSC线型分析获得了最佳的固化剂用量，并给出了最佳的固化工艺参数。袁知舜等人也采用DSC分析方法研究了潜伏性二酰肼固化环氧树脂的固化过程特点和固化行为通过对DSC曲线的详细分析，测量了固化反应过程的固化放热起始温度T.，固化放热的峰值温度Tp等热分析参数，研究了固化剂用量、固化温度、固化时间与固化过程行为的关系，并由此给出DSC建议的最佳固化工艺条件，并通过实验获得了固化工艺条件3高分子材料固化反应过程动力学的热分析研究高分子树脂固化过程动力学参数如表观活化能反应级数等对研究固化反应过程机理具有相当重要的作甩表观活化能E决定了固化反应能否顺利进行，而反应级数则可简约地判定反应过程的复杂程度和相关的固化反应机理。在热分析过程中，主要是通过测定在不同升温速率条件下的固化反应过程，固化反应峰值温度，米用Kissingen公式和Crane公式来获得有关的固化过程动力学参数得一条直线，由此可求得固化反应表现活化能E根据Kissingen方程根据Crane方程条直线，由此获得有关的化学反应过程级数。
吴益民等人采用DSC方法研究了各种环氧粉云母带的固化特性，测定了不同升温速率时的固化曲线，由此计算了起始固化温度及保温带时间，并由热分析数据测定了不同固化反应的动力学参数陈平和毛桂洁采用DSC结合IR分析方法研究了硼胺络合物环氧树脂体系的固化反应过程，并根据Kissingen公式和Crane公式测定了固化反应过程的表观活化能和反应级数，由此分析了固化剂对环氧树脂固化过程动力学的影响DTA测试方法也被用来研究高分子材料的固化过程动力学，梁舒萍采用这种方法研究了咪唑类化合物对环氧树脂的固化过程动力学并联合irM研宄了固化过程中相1关的化学反应机理。
4固化反应产物的热稳定性研究高分子树脂固化物的热稳定性是其使用性能的重要指标之一，固化剂的种类、含量及固化工艺条件都可对固化物的热稳定性产生影响，研究高分子固化物热稳定性的主要手段是综合热分析方法，即DTA-TG（DTG）通过热分析方法可以揭示高分子固化物热分解的起始温度，最大分解温度，结合热处理后样品的组成和结构分析，可以研究热分解过程的物理化学变化规律，为材料应用和进一步的材料性能优化提供理论依据。刘冶球采用综合热分析方法研究了聚氨脂环氧树脂互穿网络的热稳定性特点，发现纯聚氨脂热稳定性最高，而随着环氧树脂的加，热稳定性下降，研究表明热稳定性下降的原因与聚氨脂硬段和软段间的氢键强度减弱有关Prasad等人用DSC研究了聚苯乙烯推进剂和苯乙烯与氧化苯乙烯共聚物推进剂的热稳定性，认为推进剂在热作用下的物理化学变化主要包括粘合剂的分解氧化剂的分解粘合剂氧化剂的固相反应、液态粘合剂和固体氧化剂及其分解产物的异相反应等复杂过程。YoshioOyami用DTA-TG研究发现AMMO/AP复合推进剂的热分解分为两个阶段：AMMO的分解和AP的分解，并且两个过程有密切的相互关联作甩5结论和展望高分子材料固化过程特点、固化过程机理和固化反应动力学研究是开发新型高分子材料研究中十分重要的基础问题热分析技术具有精度高重复性好实时动态分析的特点，是研究高分子材料固化过程特点和固化过程机理的重要方法。目前，热分析技术己与其他材料结构检测技术不断联合，出现了DSC（DTA）-TGDSC（DTA）-IRDSC（DTA）-UV分析等多种联合分析方法，将更有利于固化过程和材料结构形成机理研究，在材料科学研究领域中的应用更加广泛
