ICS 83.080.10 CCS G 32
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T41928—2022/ISO14322:2018
塑料 环氧树脂 差示扫描量热法（DSC)
测定交联环氧树脂交联度
Plastics--Epoxy resinsDetermination of degree of crosslinking of crosslinked epoxy resins by differential scanning calorimetry (DSC)
（ISO14322:2018,IDT)
2022-12-30发布
2023-04-01实施
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布 GB/T41928—2022/ISO14322:2018
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件等同采用ISO14322：2018《塑料 十环氧树脂 旨差示扫描量热法（DSC）测定交联环氧树脂交联度》。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国石油和化学工业联合会提出。 本文件由全国塑料标准化技术委员会（SAC/TC15)归口。 本文件起草单位：中石化巴陵石油化工有限公司、中蓝晨光成都检测技术有限公司、中华人民共和国
青岛大港海关、浙江晨诺高分子材料股份有限公司、佛山市世瑞广告标识有限公司、青岛海关技术中心、上海富晨化工有限公司、青岛市产品质量检验研究院、聊城大学、中广核俊尔（浙江)新材料有限公司、吉林省产品质量监督检验院、东莞市国中新材料研究所有限公司、上海道宜半导体材料有限公司、江门市德山复合材料科技有限公司、络合高新材料（上海)有限公司、江苏泰特尔新材料科技股份有限公司。
本文件主要起草人：郑文研、刘力荣、高建国、刘明、翁伟君、袁伟、王仑、居远勤、乔海清、滕谋勇、 周慧君、李尚禹、郭迎迎、王梅玲、陈翠萍、吴德山、王瑞亮、韩建伟。
I GB/T41928—2022/ISO14322:2018
塑料环氧树脂 差示扫描量热法（DSC）
测定交联环氧树脂交联度
1范围
本文件描述了利用差示扫描量热法(DSC)测量环氧树脂交联过程中产生的反应热并基于该结果计算交联度的方法。
本文件适用于交联反应速度中等或缓慢的环氧树脂体系。 本文件不适用于室温下交联反应速度快的体系。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。
ISO11357-1塑料差示扫描量热法（DSC）第1部分：通则[Plastics—Differentialscanning calorimetry (DSC)—Part 1:General principlesJ
注：GB/T19466.1—2004塑料差示扫描量热法（DSC）第1部分：通则（ISO11357-1：1997，IDT) ISO11409塑料酚醛树脂用差示扫描量热计法测定反应热和反应温度（Plastics一Phenolic
resinsDetermination of heats and temperatures of reaction by differential scanning calorimetry)
注：GB/T32681--2016塑料酚醛树脂用差示扫描量热计法测定反应热和反应温度(ISO11409:1993，MOD)
3术语和定义
ISO11357-1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
交联度degreeofcrosslinking 表示环氧树脂体系的交联反应程度。 注：用百分数表示，按第8章中的式(2)计算。
3.2
未交联的环氧树脂体系uncrosslinkedepoxyresinsystem 环氧树脂与固化剂、促进剂均匀混合在一起，未进行任何反应之前的胶液体系。
3.3
总反应热 totalheatofreaction 由DSC测定的未交联的环氧树脂体系（见3.2)完成交联过程中产生的反应热总量。 注：用焦耳每克（J·g-1）表示。
4原理
首先将未交联的环氧树脂体系样品通过DSC测量总反应热。图1中的曲线A是这种DSC测试曲
1 GB/T41928—2022/ISO14322:2018
线的一个示例。
然后，将未交联的环氧树脂体系在一定温度的烘箱内发生部分交联反应。使用与测量总反应热相同的DSC仪器和条件，测量发生部分交联反应的环氧树脂体系样品的反应热，即环氧树脂体系进行部分交联反应后剩余活性基团的反应热，最后计算得出部分交联环氧树脂体系的固化度及精密度。图1 中的曲线B1和B2是测试样品获得的DSC曲线的示例。
曲线B1表示在DSC测定前交联没有大幅度进行的情况，曲线B2表示在DSC测定前交联进行一部分的情况。
1
-
B1
3.
x
标引符号说明： X 温度或时间； Y- 热流率（放热）。
-
图1DSC曲线（示意图）
5材料
5.1校准材料，根据ISO11357-1选择。
注：通常使用铟。 5.2环氧树脂体系，包含以下组分： 5.2.1环氧树脂，根据测试环氧树脂体系配方中要求， 5.2.2 固化剂，根据测试环氧树脂体系配方中要求。 5.2.3 促进剂，根据测试环氧树脂体系配方中要求。
6仪器
6.1DSC仪器，具有以下特点：
a) 升温速率可达10℃/min； b) 自动记录试样与参考材料之间的热流量差； c) 具有测量热通量或能量差的能力，精度至少为士1%； d) 温度控制精度士0.1℃； e) 工作范围至少在20℃～300℃。 2 GB/T41928—2022/ISO14322:2018
6.2气体流量装置，其结构应确保气体在试样周围流动，并包括能够在10mL/min50mL/min范围内测量气体流量的气体流量计。 6.3样品盘（PAN），由具有高导热性的材料制成，不受试样侵蚀。 6.4记录仪，能够自动记录DSC曲线。 6.5分析天平，精确到0.01mg。
7 试验步骤 7.1校准
校准应符合ISO11357-1的要求。 7.2初步试验 7.2.1概述
本文件适用于交联环氧树脂体系，在同一未交联环氧树脂体系中同时采集两个试样，在相同条件下使用相同的DSC仪器连续测量，两个试样的总反应热在可接受的范围内。 7.2.2初步试验步骤 7.2.2.1按比例充分混合环氧树脂体系（环氧树脂和其他成分）。 7.2.2.2使用分析天平，立即称出10mg～20mg试样，精确到0.01mg，并将其放人DSC中。 7.2.2.3根据设置的时间-温度程序进行DSC测量。程序设置包括启动温度、平衡温度、升温速率和最终温度。按照ISO11409的规定计算总反应热（H）。
注：开始温度至少比交联反应开始温度低30℃，加热速度为10℃/min，最终温度为250℃，这个条件已经成功使
用过。
7.2.2.4第一次测量后，立即以约30℃/min的冷却速度冷却仪器。 7.2.2.5仪器冷却后，立即从7.2.2.1制备的混合物中，以7.2.2.2中所述的相同方式称量第二个试样，并在与第一个试样相同的条件下进行第二次DSC测量。根据ISO11409的规定，计算第二个试样的总反应热（Hra）。 7.2.2.6如果Hn和Hr2满足以下不等式，则本文件适用于该环氧树脂体系。在这种情况下，可以继续进行7.3，以测量部分交联环氧树脂的DSC曲线。
IH-H1
2×100≤10%
..(1)
(HT +H)/2
注：附录A给出了初步试验的示例。 7.3部分交联环氧树脂的差示扫描量热法(DSC)测定 7.3.1使用分析天平，称量部分交联环氧树脂10mg20mg，精确到0.01mg，并将其放入DSC 埚中。 7.3.2在与初步试验相同的条件下进行DSC测量（见7.2)，并按照ISO11409的规定计算反应热为HT。 7.3.3用第二个交联树脂试样重复测量，并测定两次测量中获得的平均反应热。该平均值用作第8章计算中交联样品的反应热。
3 GB/T41928—2022/ISO14322:2018
8 结果表示
按式(2)计算交联度：
C,=
× 100
...(2)
式中： C. - 交联度，%； Hr 初步试验获得的总反应热（7.2中两个测量值Hπ和H2的平均值），单位为焦耳每克
(J · g-1) ;
Hs- 部分交联环氧树脂的反应热（7.3中两个测量值的平均值），单位为焦耳每克（J·g-1）。
9精密度 9.1 通则
精密度数据来自2007年组织的实验室间测试，包括日本的6个实验室。 9.2 材料和交联条件
a) 使用的材料如下：
1) 环氧树脂：双酚A型环氧树脂； 2） 固化剂：甲基四氢邻苯二甲酸酐； 3） 促进剂：2，4，6-三（二甲基氨基甲基)苯酚。
b) 通过不同的交联条件测试三种不同的样品：
1） 在100℃下保持60min； 2）在100℃下保持90min； 3）在150℃下保持120min。
c) 加热在烘箱中进行，具有以下特征：
1） 温度范围：80℃~200℃； 2) 温度均匀性：100℃±1.5℃，200℃±2.0℃。
9.3方法的精密度
根据ISO5725-2分析的结果数据在表1中给出。
表1精密度数据
交联度 % 重复性 1.24 0.95 0.69
交联条件
温度 ℃ 100 100 150
时间 min 60 90 120
平均值 69.3 84.6 98.1
再现性 3.14 5.23 1.94
4 GB/T41928—2022/ISO14322:2018
10 试验报告
试验报告应包括以下信息： a) 注明引用本文件，即GB/T41928—2022； b) 识别所研究环氧树脂体系所需的所有细节，例如环氧树脂、固化剂、促进剂； c) 所用DSC装置的说明； d) 使用的时间-温度程序（启动温度、加热速度、最终温度、冷却时间等）； e) 初步试验结果（见7.2)； f) 用于整合每条曲线下面积的方法； g) 按第8章规定计算的环氧树脂体系的交联度； h) 获得的DSC曲线； i) 试验日期； ji) 被测样品的质量和热历史，
5 GB/T41928—2022/ISO14322:2018
附录A （资料性）
具有典型操作条件的初步试验程序示例
DSC测试
测试样品准备
10℃/min升温至250℃
10℃/min升温至250℃
环氧树脂
升温
升温
周化剂
一个试样 第二个试样
降湿
混匀
取样
23 min
30 min
23 min
.
1000 反应开始
第1阶段测试
第2阶段测试
-
6