بررسی اثر جرم مولکولی رزین بر سینتیک پخت آمیزه اپوکسی/دی آمینو دی فنیل متان

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 تهران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی پلیمر و رنگ، صندوق پستی 4413 ـ 15875

2 تهران، پژوهشگاه علوم و فناوری رنگ، گروه رزین و مواد اولیه پوشش ها، صندوق پستی 654 ـ 16765

چکیده

رزین اپوکسی به علت ویژگی‌های فیزیکی ـ مکانیکی ویژه ای که دارد یکی از پرکاربردترین آمیزه های گرماسخت است. دستیابی به این ویژگی‌ها نیازمند دانستن شرایط پخت این آمیزه ها می‌ باشد.مطالعات به نسبت گسترده‌ای در زمینه سینتیک پخت آمیزه‌های اپوکسی مایع/آمین انجام شده و نتیجه آن‌ها نیز گزارش شده است اما در مورد رزین های اپوکسی جامد تاکنون هیچ گونه مطالعه سنتیکی گزارش نشده است. از آنجا که استفاده از رزین اپوکسی با جرم مولکولی بالا در کاربردهای مختلف صنعتی از جمله آمیزه های پودری بسیار مورد توجه می ‌باشد، از این رو‌ در این پژوهش تأثیر جرم مولکولی رزین بر سینتیک پخت آمیزه ‌های اپوکسی/آمین بررسی شده است. مطالعات سینتیکی با استفاده از دستگاه گرماسنجی روبشی تفاضلی صورت گرفته و تحلیل نتیجه‌ ها به کمک روش بدون مدل ویازوکین صورت گرفته است. نتیجه ‌ها نشان داد که انرژی فعال سازی واکنش پخت آمیزه اپوکسی مایع در زمان فرایند پخت در حدودkJ/mol 2±48 می باشد که در کل فرایند پخت به ‌تقریب ثابت باقی مانده است اما در آمیزه اپوکسی جامد با پیشرفت واکنش پخت میزان انرژی فعالسازی افزایش می‌ یابد و این افزایش در درصد تبدیل بالای 60 درصد بسیار شدید می باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Ellis B., "Chemistry and Technology of Epoxy Resin", Chapman & Hall, (1993).

[2] Ivankovic M., Incarnato L., Kenny J.M., Nicolais L., Curing Kinetics and Chemorheology of Epoxy/Anhydride System, Journal of Applied Polymer Science, 90, p. 3012 (2003).

[3] Teil H., Page S.A., Michaud V., Manson J.A.E., TTT-Cure Diagram of an Anhydride-Cured Epoxy System Including Gelation, Vitrification, Curing kinetics Model, and Monitoring of the Glass Transition Temperature, Journal of Applied Polymer Science, 93, p. 1774 (2004).

[5] Yu H., Shi Q., Jiang S., Jiang G., Preparation of Epoxy resin/CaCO3 Nanocomposites and Performance of Resultant Powder Coatings, Journal of Applied Polymer Science, 101 p. 2656 (2006).

[6] Shi Q., Wang L., Yu H., Jiang S., Zhao Z., Dong X., A Novel Epoxy Resin/CaCO3 Nanocomposite and its Mechanism of Toughness Improvement, Macromolecular Materials and Engineering, 291, p. 53 (2006).

[7] Liu G., Zhou X., Wang J., Gao J., Qu X., Zhang L., Curing Kinetics of Diglycidyl Ether of Bisphenol a and Diaminodiphenylmethane Using a Mechanistic Model, Macromolecular Theory and Simulations, 15, p. 339 (2006).

[8] Mercado L.A., Galià G.R., M., Cádiz V., Curing Studies of Epoxy Resins with Phosphorus-Containing Amines, Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 44, p. 1676 (2006).

[9] Starink M.J., The Determination of Activation Energy from Linear Heating Rate Experiments: A Comparison of the Accuracy of Isoconversion Methods, Thermochimica Acta, 404, p. 163 (2003).

[10] Sbirrazzuoli N., Vyazovkin S., Mititelu A., Sladic C., Vincent L., A Study of Epoxy-Amine Cure Kinetics by Combining Isoconversional Analysis with Temperature Modulated DSC and Dynamic Rheometry, Macromolecular Chemistry and Physics, 204, p. 1815 (2003).

[11] Seo K.S., Kim D.S., Curing Behavior and Structure of an Epoxy/Clay Nanocomposite System, Polymer Engineering and Science, 46, p. 1318 (2006).

[12] Vyazovkin S., Some Confusion Concerning Integral Isoconversional Methods that May Result from the Paper by Budrugeac and Segal Some Methodological Problems Concerning Nonisothermal Kinetic Analysis of Heterogeneous Solid-Gas Reactions, International Journal of Chemical Kinetics, 34, p. 418 (2002).

[13] Vyazovkin S., Modification of the Integral Isoconversional Method to Account for Variation in the Activation Energy, Journal of Computational Chemistry, 22, p. 178 (2001).

[14] Vyazovkin S., Isoconversional Kinetic Analysis of Thermally Stimulated Processes in Polymers, Macromolecular Rapid Communications, 27, p. 1515 (2006).

[15] Vyazovkin S., Isoconversional Method to Explore the Mechanism and Kinetics of Multi-Step Epoxy Cures, Macromolecular Rapid Communications, 20, p. 387 (1999).

[16] Sbirrazzuoli N., Mititelu-Mija A., Vincent L., Alzina C., Isoconversional Kinetic Analysis of Stoichiometric and Off-Stoichiometric Epoxy-Amine Cures, Thermochimica Acta, 447, p. 167 (2006).