ポリマーズ
エポキシ樹脂 - 硬化、部分拡散制御
複数の反応物質が関与する化学反応の速度は、次の2つのステップによって制御される：
1. 反応物の拡散速度（Kdiffによって特徴づけられる）、
2. 化学反応の速度（Kchemによって特徴づけられる）。
1/Keff=1/Kdiff+1/Kchem（ラビノウィッチの式）
Kdiff >> Kchemであれば、KeffがKchemに等しいことは明らかである。
したがって、ほとんどの場合、拡散制御の効果は考慮されていない。反応温度がガラス転移温度に近いか、ガラス転移温度より低い場合、粘度の強い上昇が観察され、対象材料はガラス化する。反応物の移動性が制限されるため、硬化プロセスは拡散制御され、Kchem >> Kdiffが成立する。
このアプリケーションの計算、モデリング、適合、予測はすべて NETZSCH Kinetics Neoソフトウェアを使用しています。
2,2¥,6,6¥-tetrabrom-bisphenol-A-diglycidylether (RUETAPOX VE 3579) + 5% Zn(OCN)2[Flammersheim, Opfermann: Thermochim. Acta 337(1999)141] 系のガラス転移温度の反応度依存性。
Kdiffは粘度に反比例するため、その温度依存性が使用される。 (a)分析の基礎がDSC測定である場合、ガラス転移温度とその反応度依存性が粘度の管理値として使用される。Wiseによる特別な提案[C.W.Wise, W.D.Cook, A.A.Goodwin: Polymer 38 (1997) 3251]によると、拡散速度は修正Williams-Landel-Ferry (WLF)式によって計算されます。
Tgより低い温度Tでは、WLF方程式は、移動と1回目の導出の両方が連続的であるという条件の下で、アレニウスの方程式に変換される。T<Tgにおける現在の活性化エネルギーは以下の通りである：
そうでない場合、(b) 分析の基礎が粘度測定であれば、算出された粘度が管理値として使用される。ここで粘度は、未硬化物と硬化物の活性化エネルギーを変えたアレニウス方程式によって計算される。
DSC曲線の実測値（記号）と計算値（実線）の比較。
速度論的解析における拡散制御を考慮すると、ほぼ完全なフィットが達成される。この高い適合性は、信頼性の高い予測を行うための基本条件である。
ガラス転移温度Tg = 165℃以下の等温予測。ガラス転移温度が反応温度に達するところで、反応キンクの度合いが増加する（次の図を参照）。120℃以上で拡散制御を用いなければ、60分後にはすでに完全転化が達成されている。
この情報は、加熱速度0.2K/minのシミュレーションである次の図によって理解できる：ガラス転移温度は6時間後に反応温度に達する。ここから反応時間12時間までは、ガラス転移温度の上昇が反応温度の上昇に等しいほど多くの反応が起こる。この範囲では、反応は拡散制御されている。
0.2K/分の加熱速度での動的予測。ガラス転移温度は6時間後に反応温度に達する。DSCシグナルは一定値を除いて分解する。12時間以上経過すると、ガラス転移温度Tgの上昇は反応温度より小さくなる。システムは「ガラス化」状態を停止する。
