Polymerhærdning gøres synlig med NETZSCH Termica Neo

Hver polymer fortæller to historier: Den på DSC-kurven og den, der er skjult inde i emnet

I small prøver ser hærdningen perfekt ud. Men inde i en rigtig del opbygges der varme, reaktionsfronter bevæger sig, og forglasning kan fryse reaktionen, længe før den er færdig. NETZSCH Termica Neo afslører den usynlige verden. Den omdanner kinetiske data til 3D-kort over temperatur, omdannelse og reaktionshastighed.

Nu kan du se din harpiks hærde i både rum og tid i stedet for bare langs en linje.

3D-temperatursimulering af AIBN-nedbrydning, der viser hotspot-udvikling over tid og rum ved hjælp af NETZSCH Termica Neo-software. — Figurer: 3D-simulering af temperaturfelter ved 96/176 minutter; farvet tværsnit, der viser hærdningsgradienter.

Fra laboratoriekurver til rumlig virkelighed

I laboratoriet måler man kinetik for small prøver med samme temperatur. I produktionen har man prøvegeometri med temperaturgradienter indeni. Udfordringen ligger imellem dem: Hvordan kan man forudsige, hvornår midten af et laminat, en form eller et klæbelag indhenter overfladen, uden at der opstår hot spots med for høje temperaturer, som fører til materialeskader.

Termica Neo software lukker dette hul ved at importere Kinetics Neo data - modelfri eller modelbaseret, enkelt- eller flertrins, autokatalytisk eller diffusionskontrolleret - og anvende dem på rigtige komponentformer.

Definér:

Materialeparametre: Specifik varmekapacitet (cp)Varmekapacitet er en materialespecifik fysisk størrelse, der bestemmes af den mængde varme, der tilføres prøven, divideret med den resulterende temperaturstigning. Den specifikke varmekapacitet er relateret til en masseenhed af prøven.specifik varmekapacitet, densitet, Termisk ledningsevneVarmeledningsevne (λ med enheden W/(m-K)) beskriver transporten af energi - i form af varme - gennem et masselegeme som følge af en temperaturgradient (se fig. 1). Ifølge termodynamikkens anden lov strømmer varmen altid i retning af den laveste temperatur.varmeledningsevne
Geometri: plade, cylinder, kugle eller tilpasset rotationslegeme
Grænsebetingelser: varmeoverførsel, konvektion, emissivitet
Temperaturprogram: isoterm, dynamisk, trinvis isoterm, moduleret

3D-simulering af temperaturfelter i polymerhærdning ved 96 og 176 minutter, der viser termiske gradienter og varmefordeling. — Figur: Interface til geometriopsætning, der illustrerer valgbare standardbeholdere.

Hvad sker der under hærdningen?

Når tværbindingsreaktionen starter, hæver den eksoterme varme, der genereres, den lokale temperatur.
De ydre lag opvarmes hurtigere til den omgivende temperatur, mens det indre først forbliver koldere og derefter opvarmes af den accelererende reaktion og skaber hotspots. Glasovergangstemperaturen, _Tg, stiger over prøvetemperaturen, den molekylære mobilitet falder, og diffusionskontrollen bremser processen.

Termica Neo indfanger disse koblede effekter samtidigt: temperatur ↔ reaktion under kemisk kontrol↔ reaktion under diffusionskontrol.

Resultatet er en levende model af hærdningsfronten, der bevæger sig gennem din del.

Geometriopsætningsinterface, der viser valgbare standardbeholderformer til termisk simulering i NETZSCH Termica Neo software. — Figurer: Sekvens af varmekort, der viser udviklingen i temperatur og omdannelse under epoxyhærdning.

Casestudie: Hærdning af epoxy-cylinder med bundvarme

Simulering af hærdningen af en simpel epoxycylinder afslører information, som ikke kan opnås gennem måling alene:

En reaktionsfront bevæger sig opad gennem højden.
Akseområdet er bagud i omdannelsen og afkøles langsomt.
Overhærdning på overfladen og underhærdning indeni sker parallelt.

Ved at justere temperaturramper eller holdetider på hver side af cylinderen i Termica Neo kan ingeniører eliminere disse gradienter før det første rigtige støbeforsøg.

Varmekort over konverteringshastigheden viser epoxyhærdningens forløb med reaktionsfronter og temperaturgradienter i et cylindertværsnit. — Figur: Kort over konverteringshastigheden i en epoxycylinder under Hærdning (tværbindingsreaktioner)Bogstaveligt oversat betyder udtrykket "crosslinking" "krydsnetværk". I kemisk sammenhæng bruges det om reaktioner, hvor molekyler knyttes sammen ved at indføre kovalente bindinger og danne tredimensionelle netværk.hærdning.

Fra reaktivt gætværk til forudsigelig kontrol

Hærdning er ikke længere en blind vinkel. Med NETZSCH Termica Neo-softwaren kan du simulere scenarier fra laboratorieskala til industriel skala, teste nye harpikssystemer, hærdecyklusser og variationer i geometri og volumen for nøjagtigt at forudsige hærdeadfærd til forudsigelse af:

Hotspot-placering og -temperatur
Fordeling af hærdningsgrad (α)
Tilstedeværelse af diffusionskontrolleret reaktion afhængigt af den lokale glasovergangstemperatur, _Tg
Optimerede procesvinduer med minimalt energiinput

Du opnår effektive processer og høj produktkvalitet, understøttet af minimalt energiforbrug i stedet for forsøg og fejl.

Fordele ved Termica Neo

Direkte kinetisk import fra Kinetics Neo
Fuld 2D/3D-visualisering af temperatur, omdannelse og reaktionshastighed
Simulering af autokatalytisk og diffusionskontrolleret Hærdning (tværbindingsreaktioner)Bogstaveligt oversat betyder udtrykket "crosslinking" "krydsnetværk". I kemisk sammenhæng bruges det om reaktioner, hvor molekyler knyttes sammen ved at indføre kovalente bindinger og danne tredimensionelle netværk.hærdning
Geometrispecifik optimering af kompositter, klæbemidler og belægninger
Reducerede forsøgscyklusser | Højere processikkerhed | Lavere energiomkostninger

Om denne blogserie

Denne artikel er en fortsættelse af serien NETZSCH: "Den nye dimension af termisk analyse med Termica Neo: Software til termisk simulering af kemiske reaktioner i industriel skala."

Allerede publicerede artikler: (se links nedenfor)

Fra kinetisk model til anvendelse i den virkelige verden - Omdannelse af 1D-data til 3D-indsigt.
Opskalering og sikkerhed - Forudsigelse af udskridninger, før de sker.
Hærdning af polymerer - Hvordan Termica Neo gør Hærdning (tværbindingsreaktioner)Bogstaveligt oversat betyder udtrykket "crosslinking" "krydsnetværk". I kemisk sammenhæng bruges det om reaktioner, hvor molekyler knyttes sammen ved at indføre kovalente bindinger og danne tredimensionelle netværk.hærdning synlig

Disse artikler kommer næste gang: Termoplastisk KrystalliseringKrystallisering er den fysiske hærdningsproces under dannelse og vækst af krystaller. Under denne proces frigives krystallisationsvarme.krystallisering (PA12) og keramisk SintringSintring er en produktionsproces, hvor man danner et mekanisk stærkt legeme ud af et keramisk eller metallisk pulver. sintring: Anvendelse af den samme 3D-vision til køling og fortætning. Hold øje med dem!

Se din hærdningsproces komme til live. Udforsk NETZSCH Termica Neo og se, hvordan Hærdning (tværbindingsreaktioner)Bogstaveligt oversat betyder udtrykket "crosslinking" "krydsnetværk". I kemisk sammenhæng bruges det om reaktioner, hvor molekyler knyttes sammen ved at indføre kovalente bindinger og danne tredimensionelle netværk.hærdning virkelig sker inde i din komponent, ikke kun i dine data.

--------------------------

Nyttige links:

Få din gratis demoversion:Anmod om demoversion af Temica Form - NETZSCH Termica Neo

Download den nye brochure for at få mere at vide:Termica Neo Brochure

Direkte kontakt:Anmodning om funktion - NETZSCH Kinetics Neo

Lær endnu mere:Termica Neo - NETZSCH Termica Neo

Download Termica Neo-brochure Gå til Termica Neo Website for at få mere at vide

Disse webinarer kunne være af interesse for dig:

Please accept Marketing Cookies to see that Video.

Disse blogartikler kan også være af interesse

Del denne artikel: