FT-IR法研究PBT粘合剂的固化反应动力学

为明确3, 3－双(叠氮甲基)氧丁环－四氢呋喃共聚醚(PBT)粘合剂与常用固化剂的反应过程, 利用傅里叶变换红外(FT-IR)光谱法研究了PBT/多异氰酸酯(N100)、PBT/甲苯二异氰酸酯(TDI)和PBT/TDI/N100体系, 50～80 ℃、TPB催化下的固化反应动力学。结果表明: PBT/N100在整个固化过程中遵循二级反应动力学规律, 表观活化能63.10 kJ·mol-1, 指前因子A=1.63×107 h-1。含有TDI的体系的固化过程均分为两段, 但分段机理不同。PBT/TDI体系整个固化反应遵循二级反应动力学规律, 但由于TDI上不同位置—NCO活性的差异, 以转化率60%为界线分为两个阶段, 转化率小于60%为第一阶段, 转化率大于60%为第二阶段, 相同温度下, 第一阶段的反应速率明显高于第二阶段, 两阶段的表观活化能分别为54.71 kJ·mol-1和56.50 kJ·mol-1, 指前因子分别为4.38×107 h-1和1.24×107 h-1。PBT/TDI/N100体系反应由于TDI和N100上—NCO活性的差异也分为两个阶段, 转化率小于65%主要发生TDI扩链, 表现为二级反应动力学, 表观活化能为71.17 kJ·mol-1, 指前因子A=4.58×108h-1; 转化率大于65%主要发生N100交联, 反应速率受扩散控制。TDI/N100复配时, 指前因子较单一N100体系和单一TDI前后两阶段分别扩大了28, 10, 37倍, 表明固化剂复配后反应活性位点增加