Reologische en thermische eigenschappen van epoxidharsen tijdens het spoelen

Claire Strasser, NETZSCH-Gerätebau GmbH

Zweikomponenten-Epoxidharze werden gemaakt door het mengen van twee harders (bijv. diamanten) met één epoxidmonomeer. Door een temperatuurstijging wordt een Aushärtungsreaktion geëingeleitet of beschleunigt, waardoor die reaktiven Gruppen von Harz und Härter miteinander reagieren en een dreidimensionaal Netzwerk vormen. Dabei wandelt sich das Material von einem verarbeitbaren flüssigen Harz in einen strukturellen Feststoff um.

Tijdens de verwerking kunnen Epoxidsystemen twee Hauptübergänge aannemen: Gelierung en Vitrifikation. Die Gelierung ist der irreversible Übergang von einer viskosen Flüssigkeit zu einem viskoelastischen Gel. Bij vitrifikatie verandert de Harz van een gummiartigen in een glasartigen toestand. Deze omkeerbare Umwandlung vindt plaats wanneer de Glasübergangstemperatuur (die met de Aushärtungsgrad ansteigt) de Materialtemperatuur erreicht. Beide Übergänge beïnvloeden de fysische eigenschappen van materialen en de Aushärtungsrate, zodat ze bij het proces worden bekeken.

In dit artikel wordt een Zweikomponenten-Epoxidharz tijdens de Aushärtung onderzocht. DSC (Differential Scanning Calorimetry)-metingen werden uitgevoerd om de kinetiek van de reactie te modelleren. Dit kinetische model analyseert de diffusiegecontroleerde Reaktie in de buurt van de Glasübergangstemperatuur. De vitrifikationskurve wordt bepaald met behulp van temperatuurmodulerende, dynamische DSC-metingen. Zusätzlich werden isotherme en dynamische metingen met dem Rotationsrheometer uitgevoerd, om die Gelierkurve te optimaliseren. Met de resultaten werd een TTT (Time-Temperature-Transformation)-diagram opgesteld.