Kinetische Anwendung: Epoxidharz
Die Aushärtungskinetik eines Klebstoffs auf Epoxidbasis
Klebstoffe auf Epoxidbasis sind eine Gruppe von organischen Materialien, die in der Industrie weit verbreitet sind.
Probleme
Probleme:
- Welches ist die Mindesttemperatur, die für eine bestimmte Aushärtung über eine bestimmte Zeitspanne erforderlich ist?
- Wie hoch ist der Grad der Aushärtung bei einem bestimmten Temperaturprogramm?
Lösung
Der Prozess beinhaltet Reaktionsschritte mit unterschiedlichen Richtungen:
- endothermes Schmelzen bei 60°C und
- exothermes Aushärten bei 120°C-200°C.
Für einen Prozess mit elementaren Schritten unterschiedlicher Richtung funktioniert die modellfreie Analyse nicht.
Das kinetische Modell, das mit der modellbasierten Methode gefunden wurde, stimmt gut mit den experimentellen Daten überein, und dieses Modell wird zur Lösung der Probleme verwendet.
In Abbildung 2 ist das Aushärtungsverhalten für viele isotherme Bedingungen dargestellt. Zum Beispiel wird ein Aushärtungsgrad von 95 % bei 150 °C nach 16,4 Minuten, bei 170 °C nach 9,2 Minuten und bei 200 °C nach 4,2 Minuten erreicht.
In Abbildung 3 ist der Aushärtungsgrad für ein benutzerdefiniertes Temperaturprofil dargestellt.
