本文以环氧树脂E44／DDM为研究体系，研究了微波能量与固化速度、温度之间的关系以及微波辐照对树脂的热性能(包括玻璃化转变、热分解温度和热膨胀性能)的影响。

1 实验部分

微波反应装置的工作频率2．45 GHz，输出功率100 W～1000 W。功率输出方式为连续式。反应体系温度监测采用热电偶。环氧E44在80℃减压除去小分子然后按计量比与二苯甲烷二胺(DDM)在100℃搅拌成均相，倒入1cm×2 cm×5 cm的PTEF模具中，每次5 g，将模具置于炉腔中心，并将热电偶插入树脂中央。

表征：聚合物的固化度用FT—IR表征，采用2960 cm叫苯环振动峰作为内标，环氧树脂中环氧环的振动峰915 cm叫为分析谱带；聚合物的DSC测试采用美国Porkin Elmer Ther—mal Analysis．升温速度20℃／rain，N2气氛；聚合物的热膨胀系数采用热膨胀仪测定，测试方法采用GBl036—70。
2结果与讨论

2．1 E44／DDM的固化过程

2．1．1 微波输出功率与聚合物温度之间的关系：微波固化反应的特点是环境温度与树脂内部温度差别较大。将30℃：作为树脂固化的起始温度，考察不同输出功率时树脂固化过程中的温度变化，结果如Fig．1所示。从图中可看出树脂固化曲线基本类似，曲线都是先经历一个升温过程到达最高点T_max，以后再下降到一个恒定的温度值。曲线i生升温过程中要经历一个转折点，在这个转折点树脂开始凝胶(曲线A和E由于升温速度太慢和太快，转折点在图像上表现不太明显)。曲线先升后降，是因为微波照射下树脂先发生了交联反应，且反应是放热过程，当树脂完全反应以后，树脂内部结构趋于稳定，在微波作用下，只有热交换和热传导过程，在特定功率下该过程最终维持在平衡状态，因此温度保持恒定。将该过程与文献报道的环氧树脂热固化曲线进行比较，发现二者形状相似，这说明微波固化放热过程与热固化放热过程是相同的。此外从图中还可看出，随微波输出功率的增加，树脂的固化速度急骤增加，到达最高温度的时间越来越短，最高温度值也越来越高。

2．1．2微波输出功率与凝胶化时间的关系：凝胶化时间是衡量热固性树脂反应速度的重要参数，由Fig．1知，在微波固化过程中，树脂凝胶速度与输出功率密切相关，考察在不同输出功率下，树脂开始凝胶的时间及温度，结果列于Tab．1。从表中可知，输出功率越高，到达凝胶点的时间越短，温度越高，当功率超过300 W时，树脂到达凝胶化时间变化较小。

2·1．3 反应程度与时间的关系：为了进一步探讨微波固化的过程，利用FT—IR测定不同输出功率时固化程度与时间的关系，结果如Fig．2。从图中可以看出，在微波照射下，环氧树脂的固化速度j乍常快，尤其是当微波功率大于300 W时，只需几分钟，固化度就可达到90％以上。
通过以上研究可知，环氧树脂的微波固化与热固化有相似的放热过程，但微波能大大缩短固化时间。

2．2 E44／DDM微波固化的热性能

2．2．1 玻璃化转变T_g：Fig．3为T_g与固化度之间的关系，从图可知，在凝胶点之前，树脂的71。变化不大，在凝胶点之后，随固化度增加，T_g升高直至一个定值。

比较相同固化度时树脂微波固化和热固化的DSC谱图，结果如Fig．4所示。从图可知，固化度相同时，二者的玻璃化转变温度基本相同。这说明微波固化和热固化两种方式对E44／DDM体系的玻璃化转变影响不大。此外从DSC图谱中我们了解到，两种固化方式对树脂的热分解温度有所影响。固化程度接近时，二者的71。基本相同，但微波固化的树脂热分解温度高于热固化。例如，当二者固化程度都在0．95附近时，玻璃化温度L都约为162 ℃，而微波固化的树脂热分解温度为351．8，热固化的树脂热分解温度为323．7℃

2．2．2 E11／DDM微波固化的热膨胀性能：研究在微波照射下，固化程度与树脂的线膨胀系数(a)之间的关系，结果如Fig．5所示，从图可知，a值随着固化程度增加而减小，原因可能是固化度增加，交联密度增加，同时在电磁场作用下，分子中某些基团朝特定方向取向，增加了链段的有序性，从而树脂分子链段之间的作用力增强，受热时不易膨胀。

将微波固化与热固化树脂的膨胀性能进行比较，Fig．6(a)和(b)分别为热固化和微波固化的树脂长度变化与温度之间的关系，从图可知，二者的膨胀过程基本相似，但微波固化的树脂其曲线的斜率(即热膨胀系数a)低于热固化。

经计算，在T_g转变之前，固化度0．97时热固化树脂线膨胀系数a为663×10^-7／℃，而在相近的固化度下微波固化的线膨胀系数a为513×10^-7/℃。