Resine epossidiche - Polimeri reattivi come base per composti stampabili a iniezione

Stato del materiale non polimerizzato contro quello reticolato

In questo caso, occorre distinguere tra lo stato di materiale non polimerizzato e quello reticolato. La resina oligomerica non polimerizzata è presente allo stato amorfo, per cui la trasformazione di fase da solido a liquido (transizione vetrosa) può essere misurata mediante analisi DSC (Calorimetria Differenziale a Scansione). Nel segnale del flusso di calore, si verifica un "gradino" (nella figura 2, approssimativamente tra 60°C e 90°C). Il motivo è la variazione dellaCapacità termica specifica (cp)La capacità termica è una grandezza fisica specifica del materiale, determinata dalla quantità di calore fornita al campione, divisa per l'aumento di temperatura risultante. La capacità termica specifica è correlata all'unità di massa del campione. capacità termica specifica del materiale durante la trasformazione di fase. La valutazione del gradino descrive l'intervallo di transizione vetrosa con la temperatura di transizione vetrosa_{TG_0} (figura 2, transizione vetrosa) della resina non polimerizzata, fornendo così una prima indicazione della temperatura di lavorazione più bassa necessaria per la plastificazione nella macchina di stampaggio a iniezione.

Osservando l'ulteriore progressione del segnale di flusso termico, a temperature più elevate si verifica un effetto EsotermicoUna transizione campionaria o una reazione è esotermica se viene generato calore.esotermico, rappresentato da un picco (figura 2, picco complesso [ISO]). Questo picco EsotermicoUna transizione campionaria o una reazione è esotermica se viene generato calore.esotermico caratterizza la reazione di reticolazione chimica e l'area del picco rappresenta il calore di reazione e l'integrale dell'entalpia di reazione. L'andamento dell'integrale (figura 2, routine di valutazione con l'integrale del picco) descrive il processo di reticolazione. Se l'integrale di picco viene ricavato in funzione del tempo (da/dt), si ottiene la dinamica della reazione. Dal punto di vista della lavorazione, ad esempio, è possibile ricavare un limite superiore di temperatura per la plastificazione dal punto di partenza del picco EsotermicoUna transizione campionaria o una reazione è esotermica se viene generato calore.esotermico e una temperatura ottimale dell'utensile dal picco dell'integrale.

La Figura 3 illustra i diversi risultati dell'analisi DSC per una resina epossidica in vari stati di reticolazione. Come già descritto in precedenza, il materiale di partenza non polimerizzato (Figura 3, grafico superiore) mostra un chiaro intervallo di transizione vetrosa con temperatura di transizione vetrosa_{TG_0} e il successivo picco di reticolazione esotermica. L'integrale del picco (area) descrive l'entalpia totale di reticolazione.

Il grafico al centro della figura 3 mostra il segnale DSC di un componente stampato a iniezione, ma con reticolazione incompleta. Non è più possibile riconoscere un intervallo di transizione vetrosa, poiché continua ad aumentare dinamicamente durante la misurazione, con la post-CristallizzazioneLa cristallizzazione è il processo fisico di indurimento durante la formazione e la crescita dei cristalli. Durante questo processo viene rilasciato il calore di cristallizzazione.cristallizzazione che inizia a temperature elevate. Come già indicato, il picco EsotermicoUna transizione campionaria o una reazione è esotermica se viene generato calore.esotermico descrive la post-reticolazione o reticolazione residua. Dal rapporto tra l'entalpia dell'intera reticolazione e l'entalpia della reticolazione residua è possibile determinare il grado di reticolazione:

Nell'esempio mostrato, il grado diPolimerizzazione (reazioni di reticolazione)Tradotto letteralmente, il termine "crosslinking" significa "reticolo incrociato". Nel contesto chimico, viene utilizzato per le reazioni in cui le molecole vengono collegate tra loro introducendo legami covalenti e formando reti tridimensionali. polimerizzazione del componente è pari a circa l'81%; in questo caso, quindi, il processo di stampaggio a iniezione dovrebbe essere nuovamente ottimizzato.

Il grafico più basso della figura 3 mostra il segnale DSC di un componente interamente reticolato. Poiché non si verificano ulteriori reazioni chimiche di reticolazione, non è possibile osservare alcun effetto EsotermicoUna transizione campionaria o una reazione è esotermica se viene generato calore.esotermico. In teoria, si può invece determinare la transizione vetrosa aPolimerizzazione (reazioni di reticolazione)Tradotto letteralmente, il termine "crosslinking" significa "reticolo incrociato". Nel contesto chimico, viene utilizzato per le reazioni in cui le molecole vengono collegate tra loro introducendo legami covalenti e formando reti tridimensionali. polimerizzazione completa,_{TG_1}. Tuttavia, nel caso delle mescole per stampaggio a iniezione, tipicamente molto cariche, questo valore è così poco pronunciato che la determinazione non è sempre affidabile, soprattutto perché l'intervallo di valutazione del_{TG_1} spesso si sovrappone all'intervallo di degradazione termica. Ciò diventa visibile come un aumento della curva esotermica a temperature molto elevate (area ombreggiata che inizia a circa 270°C). Pertanto, la determinazione della temperatura di transizione vetrosa dei componenti polimerizzati mediante DSC non è raccomandata. L'analisi termomeccanica (TMA) o l'analisi meccanica dinamica (DMA) sarebbero soluzioni migliori a questo scopo.