拡散制御による硬化反応

バージョン3.0以降:プロジェクトタイプ「DEA Curing」、「Viscosity Curing」、「DSC Curing」。
それ以前のバージョン:プロジェクトタイプ「DSC Curing」のみ。

ある条件(低い加熱速度、アニーリング期間)では、ポリマーのガラス温度が試料温度よりも速く上昇するため、反応速度論はさらに複雑になることがある。反応混合物が部分的または完全に凍結した後、反応はもはや化学反応の速度論ではなく、拡散プロセスによって制御される。

拡散障害を考慮しなければならない場合は、Rabinowitchの式(1)を用いて全速度定数を計算することができる。 k:

どこ kchemは化学反応速度である:

そして kdiffは拡散速度である。

の温度関数の形は kdiffの温度関数の形は、WLF型の修正式である。

ガラス温度Tgを超える温度(T >=Tg)については、Kinetics Neo 、式(3a)を使用する:

ガラス転移以下では、温度依存性はアレニウス(3b)に従う:

において T =Tgにおいて、式(3a)と式(3b)はともに一次微分まで連続的に別の範囲に移動する。

モデル定義において反応ステップが拡散制御付きで定義されている場合(チェックボックスを使用)、拡散制御付きの各ステップに対して追加のパラメータを最適化する必要があります:

Log(kdiff)T =Tgおよび

C1C2を調査対象の混合物のグローバルパラメータとする。

参考文献

[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

ユーザーガイドとアプリケーション

拡散制御によるDSC硬化 「ハウツー」ユーザーガイド

アプリケーションノート369エポキシ樹脂の時間-温度-変態(TTT)ダイアグラム(C. Strasser, Dr. E. Moukhina, Dr. M. Bouzbib)

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