2.2.4　环氧树脂热稳定性测试方法

用于环氧树脂材料热稳定性测试最常用的分析技术是差示扫描量热法（DSC）和热失重分析法（TGA）。DSC可测定材料的放（吸）热峰、热分解温度、熔点、晶型转变温度等。TGA可测定阻燃剂挥发分含量、热降解及热氧化稳定性、不同温度下的失重曲线或同一温度下不同时间的失重曲线等。

（1）差示扫描量热法

DSC是测定温度变化时，试样吸收或放出的能量，这是通过加热一个试样和一个惰性参比物，测量在程序升温下加热这两个物质所需的能量差来实现的。测定之前，需输入恒定的能量；到转变点时，试样需要的能量可能比参比物需要的能量多或少，这取决于这种变化是吸热还是放热。当试样达到熔点时，比参照物需要更多的能量，为吸热。相反，当试样固化时，比参照物放出更多的能量，为放热。此外，可通过DSC采用外推法确定恒温固化的特征温度；利用Crane方程计算固化反应的反应级数；运用Kissinger微分法和Flynn-Wall-Ozawa积分法确定固化动力学参数。

Kissinger方程、Crane方程和Flynn-Wall-Ozawa方程分别如下：

　　 （2.1）

　　 （2.2）

　　 （2.3）

按Kissinger方程对作直线，从直线斜率求活化能E_k，由直线截距可求指前因子A。将E_k代入Crane公式，并对ln（β）-1/T_p作图，通过线性拟合可得到该直线斜率-E_k/（nR），并可求得固化反应的反应级数n。在不同的升温速率β下，选择相同的固化率α，则G（α）为定值，按式（2.3），对lgβ-1000/T作直线，从直线斜率计算活化能E。

DSC测试样品的制备方法如下：

环氧树脂和间苯二胺按10∶1的质量比称量，分别溶解于丙酮中，将阻燃剂按配方比例溶于二甲基亚砜中，相互混合，待完全澄清后置于真空干燥箱中，室温（20℃）真空干燥至恒重，保存于冰箱中备用。

（2）热失重分析

TGA分析是测定试样在逐渐加热时质量变化的方法。以恒定速率升温连续监测试样质量的变化，可定量测定在不同温度下，材料的挥发或分解，气体氛围可以是空气、氧气、氮气等。

TGA对分析含不同组分的环氧树脂十分有用。另外，根据共混物中各组分的相对稳定性，还能用TGA来鉴别共混物的成分。应用TGA可研究各材料的分解曲线以及不同组分材料的等温TGA曲线来说明不同材料在某一特定温度下的热稳定性。