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芳香胺改性雙氰胺對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂E-44具有較高的固化反應(yīng)活性，反應(yīng)表觀活化能明顯降低，固化反應(yīng)可以在中溫進(jìn)行。其固化反應(yīng)機(jī)理與未改性的雙氰胺環(huán)氧體系不同。雙氰胺作為環(huán)氧樹(shù)脂潛伏性固化劑，具有十分廣泛的應(yīng)用范圍，但其應(yīng)用的主要缺點(diǎn)是固化溫度過(guò)高(單獨(dú)用雙氰胺作環(huán)氧樹(shù)脂的固化劑時(shí)，其固化溫度高達(dá)150～170℃)。采用化學(xué)改性的方法，在雙氰胺分子中引入活性的芳香胺結(jié)構(gòu)，是提高其固化反應(yīng)活性，降低其反應(yīng)溫度的有效方法。
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如果所有不同類(lèi)型的胺基都發(fā)生反應(yīng)，則環(huán)氧樹(shù)脂E-44固化物將形成如下結(jié)構(gòu)：
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但上述結(jié)構(gòu)只是理論上存在著可能性、實(shí)際上并非如此，考慮到環(huán)氧樹(shù)脂E-44固化物的結(jié)構(gòu)中由于較大分子之間空間位阻效應(yīng)的作用，芳香胺改性雙氰胺固化劑分子中不同類(lèi)型胺基上每一個(gè)活潑氫都完全發(fā)生反應(yīng)是不可能的，這可由環(huán)氧樹(shù)脂E-44固化實(shí)驗(yàn)中所需芳香胺改性雙氰胺固化劑的用量看出。當(dāng)該固化劑與環(huán)氧樹(shù)脂E-44的質(zhì)量比為22：100～30：100時(shí)，固化反應(yīng)放熱量最大，固化體系所表現(xiàn)出的固化性能也較好，上述配比范圍是芳香胺改性雙氰胺/環(huán)氧樹(shù)脂E-44固化體系的最佳固化配比范圍，這實(shí)際上相當(dāng)于芳香胺改性雙氰胺固化劑與環(huán)氧樹(shù)脂E-44的物質(zhì)質(zhì)量比為1：3～1：4，而不是理論上的1：6。根據(jù)不同類(lèi)型胺基反應(yīng)活性的差異，一般可以認(rèn)為在芳香胺改性雙氰胺固化劑分子中，脂肪族伯胺上的氫反應(yīng)活性最大，其次是脂肪族仲胺上的氫和芳香族仲胺上的氫，而脂肪族亞胺上的氫反應(yīng)活性最小。
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四、結(jié)論
1、通過(guò)示差掃描量熱法分析(DSC)研究了芳香胺改性雙氰胺固化環(huán)氧樹(shù)脂E-44的反應(yīng)，與未改性的雙氰胺相比，芳香胺改性雙氰胺對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂E-44有較高的固化反應(yīng)活性，能明顯降低環(huán)氧樹(shù)脂E-44固化反應(yīng)溫度。
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2、根據(jù)不同升溫速率下的DSC分析結(jié)果，采用Kissinger方程和Crane方程得到了芳香胺改性前后的雙氰胺/環(huán)氧樹(shù)脂E-44固化體系固化反應(yīng)的表觀活化能Ea和反應(yīng)級(jí)數(shù)n，結(jié)果發(fā)現(xiàn)改性體系的Ea值明顯降低，n值也有所降低，表明固化改性前后環(huán)氧樹(shù)脂E-44的固化機(jī)理有所不同。
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3、通過(guò)反應(yīng)速率常數(shù)后的比較，發(fā)現(xiàn)改性體系在中溫具有較高的反應(yīng)活性，而未改性的雙氰胺在高溫下反應(yīng)活性較高。
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4、通過(guò)對(duì)反應(yīng)機(jī)理的探討，芳香胺改性雙氰胺/環(huán)氧樹(shù)脂E-44固化體系的固化反應(yīng)主要由固化劑分子中的脂肪族伯、仲胺基和芳香族仲胺基與環(huán)氧基的反應(yīng)來(lái)完成。