Investigação da cinética de cura por calorimetria diferencial exploratória (DSC) de resinas epóxi preparadas a partir de óleo de soja epoxidado com diferentes anidridos e aminas terciárias

Abstract

Resumo:No presente trabalho, utilizou-se a calorimetria diferencial exploratória (DSC) para investigar a cinética da reação de cura de resinas epóxi produzidas a partir da reação do óleo de soja epoxidado (ESO), com os anidridos dodecenilsuccínico (DDS), maleico (MAL), ftálico (FTA), succínico (SUC) e hexahidroftálico (CH), atuando como agentes de cura, e na presença de aminas terciárias como a trietilamina (TEA), a N,N'-dimetilanilina (ARO) e a 1,4-diazobiciclo[2,2,2]octano (DABCO), atuando como catalisadores. A taxa de aquecimento, a natureza química e a estrutura do anidrido e das aminas influenciaram a reação de cura. Os métodos dinâmicos de Kissinger, Ozawa e de Barrett foram utilizados para calcular a energia de ativação dos sistemas onde se variou o anidrido. Observou-se que os anidridos mais reativos foram o DDS e maleico que apresentaram os menores valores de energias de ativação. No estudo da influência do catalisador, utilizou-se o método de Barrett para determinar as energias de ativação das reações com as diferentes aminas. A amina cicloaliafática (DABCO) foi a mais reativa obtendo-se o menor valor de energia de ativação (Ea = 51 kJ.mol -1 ) e fator pré-exponencial (ln A 0 = 9 s -1 ). Palavras-chave: DSC, óleo de soja epoxidado, resina epóxi, estudo cinético. Investigation of the Kinetics of Cure by Differential Scanning Calorimetry (DSC) of Epoxy Resins Prepared from Epoxidized Soybean Oil with Different Anhydrides and Tertiary AminesAbstract: In the present work, differential scanning calorimetry (DSC) was used to investigate the curing reaction kinetics of epoxy resins produced from reaction of epoxidized soybean oil (ESO) with cyclic anhydrides dodecenylsuccinic (DDS), maleic (MAL), phthalic (PA), succinic (SUC) and hexahydrophthalic (CH), in the presence of tertiary amines such as triethylamine (TEA), N,N-dimethylaniline (ARO) and 1,4-diazabicyclo[2,2,2]octane (DABCO). The heating rate, the nature and structure of anhydrides and amines were found to affect the curing reaction. The dynamic methods of Kissinger, Ozawa and Barrett were used to calculate the activation energy of the reactions where different anhydrides were used. DDS and maleic anhydrides were more reactive than the others. In studying the influence from the catalyst, we used the Barret's method to determine the activation energy of the reactions. The 1,4-diazabicyclo[2,2,2]octane amine (DABCO) was the most reactive, showing the lowest activation energy (Ea= 51 kJ.mol -1 ) and pre-exponential factor (ln A 0 = 9 s -1 ). Keywords: DSC, epoxidized soybean oil, epoxy resin, kinetic study. IntroduçãoAs resinas epóxi fazem parte de uma das mais importantes classes de polímeros termofixos. As inúmeras formas de processamento tornam possível a sua aplicação em diversos segmentos industriais tais como: tintas, adesivos, revestimentos e como matrizes de compósitos devido a suas propriedades químicas e físicas [1][2][3][4] . Estas resinas têm boas propriedades térmicas, elétricas e mecânicas, embora sejam frágeis e apresentem baixa resistênci...

A systematic review on high‐performance fiber‐reinforced 3D printed thermoset composites

“…[27] Thermoset composite processing parameters are determined using kinetic energy, usually measured using differential scanning calorimetry (DSC). [28,29] Among others, Borchardt and Daniels, Kissinger, and Barrett methods consider the energy involved in the process as an extension of functional group consumption (α). [29] Considering the need for quick curing after the filament deposition, the widest resins used are those with an injection/cure temperature < 100 C with a short cure time.…”

Avaliação Da Proporcionalidade Da Mistura Na Cinética De Cura Da Resina Epóxi

“…Os métodos dinâmicos tais como: o método de Borchardt e Daniels, de Kissinger, de Ozawa e o método Barrett, oferecem resultados mais rápidos quando comparados aos métodos isotérmicos. A maioria dos estudos onde se utiliza a técnica de DSC no monitoramento das reações de cura de resinas epóxi comerciais refere-se a compostos bi, tri e multifuncionais [6]. A análise térmica é uma técnica que baseia a medida de uma propriedade em função da temperatura por um determinado tempo.…”