El curado de polímeros se hace visible con NETZSCH Termica N

Cada polímero cuenta dos historias: La de la curva DSC y la que se esconde en el interior de la pieza

En las muestras de small, el Curado (reacciones de reticulación)Traducido literalmente, el término "reticulación" significa "creación de redes cruzadas". En el contexto químico, se utiliza para designar reacciones en las que las moléculas se unen introduciendo enlaces covalentes y formando redes tridimensionales.curado parece perfecto. Pero dentro de una pieza real, el calor se acumula, los frentes de reacción se mueven y la vitrificación puede congelar la reacción mucho antes de su finalización. NETZSCH Termica Neo muestra ese mundo invisible. Transforma los datos cinéticos en mapas tridimensionales de temperatura, conversión y velocidad de reacción.

Ahora puede ver el Curado (reacciones de reticulación)Traducido literalmente, el término "reticulación" significa "creación de redes cruzadas". En el contexto químico, se utiliza para designar reacciones en las que las moléculas se unen introduciendo enlaces covalentes y formando redes tridimensionales.curado de la resina en el espacio y en el tiempo, y no sólo a lo largo de una línea.

simulación de temperatura en 3D de la descomposición de AIBN que muestra el desarrollo de puntos calientes en el tiempo y el espacio utilizando el software NETZSCH Termica Neo. — Figuras: simulación en 3D de los campos de temperatura a los 96/176 minutos; sección transversal coloreada que muestra los gradientes de Curado (reacciones de reticulación)Traducido literalmente, el término "reticulación" significa "creación de redes cruzadas". En el contexto químico, se utiliza para designar reacciones en las que las moléculas se unen introduciendo enlaces covalentes y formando redes tridimensionales.curado.

De las curvas de laboratorio a la realidad espacial

En el laboratorio, se mide la cinética de las muestras de small con la misma temperatura. En producción, se tiene una geometría de muestra con gradientes de temperatura en su interior. El reto se encuentra entre ambos: cómo predecir cuándo el centro de un laminado, molde o capa adhesiva alcanza su superficie sin puntos calientes con temperaturas demasiado altas que provoquen daños en el material.

El software Termica Neo cierra esa brecha importando Kinetics Neo datos -sin modelo o basados en modelo, de uno o varios pasos, autocatalíticos o controlados por difusión- y aplicándolos a formas de componentes reales.

Definir:

Parámetros del material: Capacidad calorífica específica (cp)La capacidad calorífica es una magnitud física específica de un material, determinada por la cantidad de calor suministrada a la probeta, dividida por el aumento de temperatura resultante. La capacidad calorífica específica está relacionada con una unidad de masa de la muestra.capacidad calorífica específica, DensidadLa densidad de masa se define como la relación entre la masa y el volumen. densidad, Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica
Geometría: placa, cilindro, esfera o cuerpo rotacional personalizado
Condiciones de contorno: transferencia de calor, convección, emisividad
Programa de temperatura: IsotérmicoLos ensayos a temperatura controlada y constante se denominan isotérmicos.isotérmico, dinámico, IsotérmicoLos ensayos a temperatura controlada y constante se denominan isotérmicos.isotérmico escalonado, modulado

simulación en 3D de los campos de temperatura en el curado de polímeros a los 96 y 176 minutos, mostrando los gradientes térmicos y la distribución del calor. — Figura: Interfaz de configuración de geometría que ilustra los contenedores estándar seleccionables.

¿Qué ocurre durante el Curado (reacciones de reticulación)Traducido literalmente, el término "reticulación" significa "creación de redes cruzadas". En el contexto químico, se utiliza para designar reacciones en las que las moléculas se unen introduciendo enlaces covalentes y formando redes tridimensionales.curado?

Al iniciarse la reacción de reticulación, el calor ExotérmicoUna transición de muestra o una reacción es exotérmica si se genera calor.exotérmico generado eleva la temperatura local.
Las capas exteriores se calientan más rápidamente hasta alcanzar la temperatura ambiente, mientras que el interior permanece primero más frío y luego se calienta por la reacción de aceleración y crea puntos calientes. La temperatura de transición del vidrio, _Tg, aumenta por encima de la temperatura de la muestra, la movilidad molecular disminuye y el control de la difusión ralentiza el proceso.

Termica Neo captura estos efectos simultáneamente: temperatura ↔ reacción bajo control químico↔ reacción bajo control de difusión.

El resultado es un modelo vivo del frente de Curado (reacciones de reticulación)Traducido literalmente, el término "reticulación" significa "creación de redes cruzadas". En el contexto químico, se utiliza para designar reacciones en las que las moléculas se unen introduciendo enlaces covalentes y formando redes tridimensionales.curado moviéndose a través de su pieza.

Interfaz de configuración geométrica que muestra las formas de contenedores estándar seleccionables para la simulación térmica en el software NETZSCH Termica Neo. — Figuras: Secuencia de mapas térmicos que muestran la evolución de la temperatura y la conversión durante el curado del epoxi.

Estudio de caso: Curado de cilindros de epoxi con calentamiento inferior

La simulación del curado de un simple cilindro de epoxi revela información que no puede obtenerse únicamente mediante mediciones:

Un frente de reacción se desplaza hacia arriba a través de la altura.
La región del eje se retrasa en la conversión y se enfría lentamente.
El sobrecurado en la superficie y el infracurado en el interior se producen en paralelo.

Ajustando las rampas de temperatura o los tiempos de mantenimiento en cada lado del cilindro en Termica Neo, los ingenieros pueden eliminar estos gradientes antes de la primera prueba de moldeo real.

Mapas térmicos de la tasa de conversión que muestran la progresión del curado del epoxi con frentes de reacción y gradientes de temperatura en una sección transversal cilíndrica. — Figura: Mapas de tasa de conversión a través de un cilindro de epoxi durante el curado.

De la conjetura reactiva al control predictivo

El curado ya no es un punto ciego. Con el software NETZSCH Termica Neo, puede simular escenarios desde escala de laboratorio hasta escala industrial, probando nuevos sistemas de resina, ciclos de curado y variaciones en geometría y volumen para predecir con precisión el comportamiento de curado para la predicción de:

Localización de puntos calientes y temperatura
Distribución del grado de curado (α)
Presencia de reacción controlada por difusión en función de la temperatura local de transición vítrea, _Tg
Ventanas de proceso optimizadas con un aporte mínimo de energía

Conseguirá procesos eficientes y productos de alta calidad, respaldados por un uso mínimo de energía en lugar de ensayo y error.

Ventajas de Termica Neo

Importación cinética directa desde Kinetics Neo
Visualización completa 2D/3D de temperatura, conversión y velocidad de reacción
Simulación de curado autocatalítico y controlado por difusión
Optimización de geometrías específicas para materiales compuestos, adhesivos y revestimientos
Reducción de los ciclos de prueba | Mayor fiabilidad del proceso | Menor coste energético

Acerca de esta serie de blogs

Este artículo continúa la serie NETZSCH: "La nueva dimensión del análisis térmico con Termica Neo: Software para la simulación térmica de reacciones químicas a escala industrial"

Artículos ya publicados: (ver enlaces más abajo)

Del modelo cinético a la aplicación real - Convirtiendo datos 1-D en conocimiento 3-D.
Escalado y seguridad - Predecir las fugas antes de que se produzcan.
Curado de polímeros - Cómo Termica Neo hace visible el curado

Estos artículos vienen a continuación: CristalizaciónLa cristalización es el proceso físico de endurecimiento durante la formación y el crecimiento de cristales. Durante este proceso se libera calor de cristalización.Cristalización termoplástica (PA12) y SinterizaciónLa sinterización es un proceso de producción para formar un cuerpo mecánicamente resistente a partir de un polvo cerámico o metálico. Sinterización cerámica: Aplicando la misma visión 3D al enfriamiento y a la densificación. Permanezca atento

Vea cómo cobra vida su proceso de curado. Explore NETZSCH Termica Neo y vea cómo el curado ocurre realmente dentro de su componente, no sólo en sus datos.

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