Rheologische und thermische Charakterisierung eines Epoxidharzes während der Aushärtung

Claire Strasser, NETZSCH-Gerätebau GmbH

To-komponent-Epoxidharze werden durch Mischen eines Härters (z. B. eines Diamins) mit einem Epoxidmonomer hergestellt. Gjennom en temperaturstigning blir en uthårdningsreaksjon innlemmet eller fremskyndet, der de reaktive gruppene av harpiks og harpiks reagerer på hverandre og danner et tredimensjonalt nettverk. Dermed vandrer materialet fra en bearbeidbar flytende harpiks inn i et strukturert feststoff.

Under reaksjonen kan Epoxidsysteme zwei Hauptübergänge durchlaufen: Gelierung und Vitrifikation. Gelering er en irreversibel overgang fra en viskøs væske til en viskoelastisk gel. Ved vitrifisering går Harzen fra en gummiaktig til en glasaktig tilstand. Denne reversible omdannelsen finner sted når glasstemperaturen (som stiger med utluftingsgraden) når materialtemperaturen. Begge overgangene påvirker de fysiske egenskapene til materialene og utblåsningshastigheten, slik at de må tas hensyn til i prosessen.

I dette foredraget undersøkes en tokomponent-epoksidharz under uthärtingen. DSC (Differential Scanning Calorimetry)-målinger ble gjennomført for å modellere reaksjonskinetikken. Denne kinetiske modellen tar hensyn til den diffusjonskontrollerte reaksjonen i nærheten av glassovergangstemperaturen. Vitrifikasjonskurven blir beregnet ved hjelp av temperaturmodifiserte dynamiske DSC-målinger. I tillegg gjennomføres isoterme og dynamiske målinger med rotasjonsreometeret for å bestemme gelierkurven. Med resultatene blir et TTT-diagram (Time-Temperature-Transformation) utarbeidet.