Durcissement des réactions avec contrôle de la diffusion
Version 3.0 et ultérieure : types de projet "DEA Curing", "Viscosity Curing", "DSC Curing".
Versions antérieures : type de projet "DSC Curing" uniquement.
La réaction cinétique est parfois compliquée par le fait que, dans certaines conditions (faibles vitesses de chauffage, périodes de recuit), la température vitreuse du polymère augmente plus rapidement que la température de l'échantillon. Après la congélation partielle ou complète du mélange réactionnel, la réaction n'est plus contrôlée par la cinétique de la réaction chimique, mais par des processus de diffusion.
Si des obstacles à la diffusion doivent être pris en compte, l'équation de Rabinowitch (1) peut être utilisée pour calculer la constante de vitesse totale k:
où kchem est la vitesse de la réaction chimique :
et kdiff est le taux de diffusion.
La forme de la fonction de température de kdiff est l'équation modifiée de type WLF.
Pour les températures supérieures à la température du verre Tg (T >= Tg), Kinetics Neo utilise l'équation (3a) :
En dessous de la transition vitreuse, la dépendance à la température est conforme à Arrhenius (3b) :
avec
A T = Tgles deux formules (3a) et (3b) passent continuellement d'une plage à l'autre jusqu'à la première dérivée.
Si, dans la définition du modèle, une étape de réaction est définie avec un contrôle de la diffusion (via une case à cocher), des paramètres supplémentaires doivent être optimisés pour chaque étape avec contrôle de la diffusion :
Log(kdiff) à T = Tg et
C1 et C2 comme paramètres globaux du mélange étudié.
Références
[1] H.J. Flammersheim, J. Opfermann, Formal kinetic evaluation of reactions with partial diffusion control, Thermochemica Acta 337 (1999), 141-148. doi : https://doi.org/10.1016/S0040-6031(99)00162-8
[2] G. Van Assche, S. Swier, B. Van Mele, Modeling and experimental verification of the kinetics of reaction polymer systems, Thermochemica Acta 388 (2002), 327-341. doi : https://doi.org/10.1016/S0040-6031(02)00038-2
[3] Claire Strasser, Elena Moukhina, Jürgen Hartmann, Time-Temperature-Transformation (TTT) Cure Diagram of an Epoxy-Amine System, Macromolecular, Volume 33, Issue 6, November 2024. doi : https://doi.org/10.1002/mats.202400039
Guides de l'utilisateur et applications
DSC Curing with Diffusion Control "How To" Guides de l'utilisateur
Note d'application 369 : Diagramme temps-température-transformation (TTT) de la résine époxy (C. Strasser, Dr. E. Moukhina, Dr. M. Bouzbib)