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Cure Kinetics of Low-Molar-Ratio Urea-Formaldehyde Resins Reinforced with Modified Nanoclay Using Different Kinetic Analysis Methods
Thermochimica Acta ( IF 3.5 ) Pub Date : 2020-04-01 , DOI: 10.1016/j.tca.2020.178552 Eko Setio Wibowo , Byung-Dae Park
Thermochimica Acta ( IF 3.5 ) Pub Date : 2020-04-01 , DOI: 10.1016/j.tca.2020.178552 Eko Setio Wibowo , Byung-Dae Park
Abstract This study reports on low-molar-ratio urea-formaldehyde (UF) resins modified with transition-metal-ion-modified bentonite (TMI-BNT) nanoclay assessed using different kinetic analysis methods in order to understand the effect of TMI-BNT on the cure kinetics of these modified resins. Differential scanning calorimetry was used to determine the kinetic parameters using two types of cure kinetic analysis: 1) model-fitting (MFT) methods, which include the Kissinger and nth-order approaches, and 2) model-free kinetics (MFK) methods, including the Friedman (FR), Flynn-Wall-Ozawa (FWO), and Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) approaches. Of these kinetic methods, the Kissinger, FWO, and KAS approaches exhibited the best fit in terms of explaining the resins’ curing behavior, showing that, in general, the apparent activation energy (Ea) decreased as TMI-BNT levels increased, which indicates that the curing process is accelerated by the addition of TMI-BNT. These results suggest that TMI-BNT is a potential additive for the effective acceleration of the curing of low-molar-ratio UF resins and may possibly improve their adhesion as well. In addition, according to the Malek method, it is found that UF resins curing behavior are likely to follow the autocatalytic nature of reaction.
中文翻译:
使用不同动力学分析方法对改性纳米粘土增强的低摩尔比脲醛树脂的固化动力学
摘要 本研究报告了使用不同动力学分析方法评估的过渡金属离子改性膨润土 (TMI-BNT) 纳米粘土改性的低摩尔比脲醛 (UF) 树脂,以了解 TMI-BNT 对这些改性树脂的固化动力学。差示扫描量热法用于使用两种固化动力学分析确定动力学参数:1) 模型拟合 (MFT) 方法,包括 Kissinger 和 n 阶方法,以及 2) 无模型动力学 (MFK) 方法,包括 Friedman (FR)、Flynn-Wall-Ozawa (FWO) 和 Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) 方法。在这些动力学方法中,Kissinger、FWO 和 KAS 方法在解释树脂的固化行为方面表现出最佳拟合,表明一般而言,表观活化能 (Ea) 随着 TMI-BNT 含量的增加而降低,这表明 TMI-BNT 的添加加速了固化过程。这些结果表明,TMI-BNT 是一种潜在的添加剂,可有效加速低摩尔比 UF 树脂的固化,并可能提高它们的附着力。此外,根据Malek方法,发现UF树脂的固化行为很可能遵循反应的自催化性质。
更新日期:2020-04-01
中文翻译:
使用不同动力学分析方法对改性纳米粘土增强的低摩尔比脲醛树脂的固化动力学
摘要 本研究报告了使用不同动力学分析方法评估的过渡金属离子改性膨润土 (TMI-BNT) 纳米粘土改性的低摩尔比脲醛 (UF) 树脂,以了解 TMI-BNT 对这些改性树脂的固化动力学。差示扫描量热法用于使用两种固化动力学分析确定动力学参数:1) 模型拟合 (MFT) 方法,包括 Kissinger 和 n 阶方法,以及 2) 无模型动力学 (MFK) 方法,包括 Friedman (FR)、Flynn-Wall-Ozawa (FWO) 和 Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) 方法。在这些动力学方法中,Kissinger、FWO 和 KAS 方法在解释树脂的固化行为方面表现出最佳拟合,表明一般而言,表观活化能 (Ea) 随着 TMI-BNT 含量的增加而降低,这表明 TMI-BNT 的添加加速了固化过程。这些结果表明,TMI-BNT 是一种潜在的添加剂,可有效加速低摩尔比 UF 树脂的固化,并可能提高它们的附着力。此外,根据Malek方法,发现UF树脂的固化行为很可能遵循反应的自催化性质。