Estudio cinético del efecto de polifenilsulfona sobre el curado de una resina epoxi/amina mediante calorimetría diferencial de barrido convencional y modulada con temperatura: parte II

Abstract

Resumen: En este trabajo se estudió el efecto de la adición del termoplástico lineal polifenilsulfona (PPSU), sobre la cinética de reacción y las propiedades térmicas de una resina epoxídica basada en diglicidil éter de bisfenol -A (DGEBA), curada con diaminodifenilsulfona (DDS). El estudio cinético y la caracterización se realizaron mediante calorimetría diferencial de barrido, DSC estándar y modulado, bajo condiciones isotérmicas y dinámicas. La cinética del curado se discutió en el marco de tres modelos cinéticos: Kissinger, Flynn-Wall-Ozawa y el modelo cinético de orden n. Para describir la reacción de curado en su última etapa, se usó la relación semiempírica propuesta por Chern y Poehlein para considerar la influencia de la difusión sobre la rapidez de reacción. El mecanismo de curado, para todos los sistemas, se ajustó a una cinética de orden n, a pesar del contenido de PPSU, y se observó que éste se hace muy controlado por la difusión conforme aumenta el contenido de PPSU y conforme la temperatura de curado disminuye. El tiempo de vitrificación de los sistemas exhibió una fuerte dependencia con el contenido de PPSU. Palabras-claves: Cinética, difusión, reacción. Kinetic Study on the Effect of Curing Polyphenylsulfone Epoxy Resin / Amina by Differential Calorimetry Scanning Conventional and Modulated Temperature. Part IIAbstract: In this work we studied the effect of the addition of the linear thermoplastic polyphenyl sulfone (PPSU) on the cure kinetics and the thermal properties of a resin based on diglycidyl ether of bisphenol-A (DGEBA), cured with 4,4´-diaminodiphenyl sulfone (DDS). The kinetic study and the characterization process have been carried out by using differential scanning calorimetry, DSC, and temperature modulated DSC (TMDSC), under isothermal and dynamic conditions. The curing kinetics was discussed in the framework of three kinetic models: Kissinger, Flynn-Wall-Ozawa, and the model of reaction of order n. To describe the cured reaction in its last stage, we have used the semiempirical relationship proposed by Chern and Poehlein to take into account the influence of diffusion on the reaction rate. The cure mechanism for the studied system obeyed an order n reaction kinetics, regardless of PPSU content, and all of them become far more diffusion controlled at higher contents of PPSU and lower cure temperatures. The vitrification time of the resins exhibited a strong dependence on the PPSU content in the semi-IPN systems. Keywords: Kinetic, diffusion, reaction. IntroducciónEn muchos casos, el proceso de curado de materiales termofijos involucra la conversión de líquidos, de bajo peso molecular, a polímeros amorfos de alto peso molecular o redes tridimensionales conforme avanza la reacción química exotérmica [1] . El estado del curado de un polímero termofijo se refiere a lo extenso que ha avanzado el entrecruzamiento a lo largo de la red polimérica. La densidad de entrecruzamiento y la estequiométrica extensión de la reacción caracterizan el estado del curado y consecuentemente las propieda...