Rheologische und thermische Charakterisierung eines Epoxidharzes während der Aushärtung

Claire Strasser, NETZSCH-Gerätebau GmbH

Zweikomponenten-Epoxidharze werden durch Mischen eines Härters (z. B. eines Diamins) mit einem Epoxidmonomer hergestellt. Gennem en temperaturstigning bliver en Aushärtungsreaktion indsat eller fremskyndet, hvorved de reaktive grupper af harpiks og harpiks reagerer indbyrdes og danner et tredimensionalt netværk. Dermed vandrer materialet fra en bearbejdet flydende harpiks ind i et struktureret fast stof.

Während der Reaktion können Epoxidsysteme zwei Hauptübergänge durchlaufen: Gelierung und Vitrifikation. Gelering er den irreversible overgang fra en viskos væske til en viskoelastisk gel. Ved vitrifikation går Harzen fra en gummiagtig til en glasagtig tilstand. Denne reversible omdannelse finder sted, når glasovergangstemperaturen (som med Aushärtungsgrad ansteigt) når materialets temperatur. Begge overgange påvirker materialernes fysiske egenskaber og udstødningshastigheden, så de skal tages i betragtning i processen.

I dette foredrag undersøges en tokomponent-epoxidharz under udhærdningen. DSC (Differential Scanning Calorimetry)-målinger blev gennemført for at kunne modellere reaktionens kinetik. Denne kinetiske model tager højde for den diffusionskontrollerede reaktion i nærheden af glasovergangstemperaturen. Vitrifikationskurven bestemmes ved hjælp af temperaturmodulerede dynamiske DSC-målinger. Derudover gennemføres isoterme og dynamiske målinger med rotationsrheometeret, så gelierkurven kan bestemmes. Med resultaterne bliver et TTT (Time-Temperature-Transformation)-Diagram udarbejdet.