Glass transition temperature-cure temperature-transformation (TgTT) diagram for EPY® epoxy system

• Autorzy: Urbaniak M.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2018.1.3

Warianty tytułu

PL

Diagram temperatura zeszklenia-temperatura sieciowania-przemiana (TgTT) dla układu epoksydowego EPY®

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The EPY® epoxy system applied for the production of machine foundation chocks was isothermally cured at varying cure temperatures and times. The thermal behavior during the curing of the system was monitored by means of the glass transition temperature (Tg) and conversion degree (α) measured using differential scanning calorimetry (DSC) and rotational viscometry (ARES). Also, the thermal decomposition was measured by thermogravimetry and differential thermal analysis ­(TG-DTA). The results were analyzed and summarized in the generalized phase diagram, as well as in the Tg-cure temperature-transformation (TgTT) cure diagram. The phase diagram has reference to the transformations (in liquid, ungelled glass, gelled glass and rubber state) encountered at time to gelation and vitrification. Whereas the TgTT diagram shows that there are three types of behavior related to the temperature of cure and makes a useful framework for understanding and analyzing the relations and interdependencies during the curing process of the epoxy system.

PL

Próbki układu epoksydowego EPY®, używanego do wytwarzania podkładek fundamentowych maszyn, sieciowano izotermicznie stosując różne temperatury i różny czas sieciowania. Metodami różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) i wiskozymetrii rotacyjnej (ARES) zbadano przemiany tak przygotowanych układów pod wpływem zmian temperatury wyznaczając temperaturę zeszklenia (Tg) i stopień konwersji (α). Badano także rozkład termiczny próbek za pomocą symultanicznej termograwimetrycznej i różnicowej analizy termicznej (TG-DTA). Wyniki pomiarów analizy zestawiono w postaci uogólnionego diagramu fazowego oraz diagramu Tg-temperatura sieciowania-przemiana (TgTT). Pierwszy z diagramów wskazuje odniesienia do transformacji (stan ciekły, szklisty całkowicie nieutwardzony, szklisty niecałkowicie utwardzony i zżelowany) występujących w czasie do momentu żelowania i zeszklenia układu, a diagram TgTT pokazuje trzy rodzaje zachowań układu w zależności od temperatury sieciowania. Stanowi przydatne narzędzie do zrozumienia i analizowania relacji ujawniających się w procesie sieciowania układu epoksydowego.

Słowa kluczowe

EN

epoxy system; curing; gelation; vitrification; glass transition temperature; glass transition temperature-cure temperature-transformation diagram

PL

układ epoksydowy; sieciowanie; żelowanie; zeszklenie; temperatura zeszklenia; diagram temperatura zeszklenia-temperatura sieciowania-przemiana

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 63, nr 1
• Strony: 18--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., rys.

Twórcy

autor

Urbaniak M.

• West Pomeranian University of Technology Szczecin, Faculty of Mechanical Engineering and Mechatronics, Department of Mechanics and Machine Elements, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, Poland

Bibliografia

• [1] Pascault J.P., Williams R.J.J.: “Epoxy Polymers. New Materials and Innovations”, Wiley-VCH, Weinheim 2010.
• [2] Osswald T.A., Menges G.: “Material Science of Polymers for Engineers”, 3rd Ed., Hanser Verlag, Munich, Germany 2012.
• [3] Baroncini E.A., Yadav S.K., Palmese G.R., Stanzione J.F.: Journal of Applied Polymer Science 2016, 133, 44 103. http://dx.doi.org/10.1002/app.44103
• [4] Vergnaud J.-M., Bouzon J.: “Cure of Thermosetting Resins. Modelling and Experiments”, Springer-Verlag, London 1992.
• [5] Wisanrakkit G., Gillham J.K., Enns J.B.: Journal of Applied Polymer Science 1990, 41, 1895. http://dx.doi.org/10.1002/app.1990.070410743
• [6] Wisanrakkit G., Gillham J.K.: Journal of Applied Polymer Science 1990, 41, 2885. http://dx.doi.org/10.1002/app.1990.070411129
• [7] Hale A., Macosko Ch.W., Bair H.E.: Macromolecules 1991, 24, 2610. http://dx.doi.org/10.1021/ma00009a072
• [8] Pascault J.P., Williams R.J.J.: Journal of Polymer Science, Part B Polymer Physics 1990, 28, 85. http://dx.doi.org/10.1002/polb.1990.090280107
• [9] DiBenedetto A.T.: Journal of Polymer Science, Part B Polymer Physics 1987, 25, 1949. http://dx.doi.org/10.1002/polb.1987.090250914
• [10] Nielsen L.E.: Journal of Macromolecular Science, Part C Polymer Reviews 1969, C3, 69. http://dx.doi.org/10.1080/15583726908545897
• [11] Ramis X., Cadenato A., Morancho J.M., Salla J.M.: Polymer 2003, 44, 2067. http://dx.doi.org/10.1016/S0032-3861(03)00059-4
• [12] Teil H., Page S.A., Michaud V., Manson J.-A.E.: Journal of Applied Polymer Science 2004, 93, 1774. http://dx.doi.org/10.1002/app.20631
• [13] Marks M.J., Snelgrove R.V.: ACS Applied Materials and Interfaces 2009, 1, 921. http://dx.doi.org/10.1021/am900030u
• [14] Pramanik M., Fowler E.W., Rawlins J.W.: Polymer Engineering and Science 2014, 54, 1990. http://dx.doi.org/10.1002/pen.23749
• [15] Urbaniak M.: Polimery 2011, 56, 240.
• [16] Urbaniak M.: Polimery 2017, 62, 394. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2017.394
• [17] Gillham J.K.: Polymer Engineering and Science 1986, 26, 1429. http://dx.doi.org/10.1002/pen.760262012
• [18] Enns J.B., Gillham J.K.: Journal of Applied Polymer Science 1983, 28, 2567. http://dx.doi.org/10.1002/app.1983.070280810
• [19] Simon S.L., Gillham J.K.: Journal of Applied Polymer Science 1994, 53, 709. http://dx.doi.org/10.1002/app.1994.070530601
• [20] Adabbo H.E., Williams R.J.J.: Journal of Applied Polymer Science 1982, 27, 1327. http://dx.doi.org/10.1002/app.1982.070270422
• [21] Urbaniak M., Grudziński K.: Polimery 2007, 52, 117.
• [22] Urbaniak M., Grudziński K.: Polimery 2007, 52, 255.
• [23] Wang X., Gillham J.K.: Journal of Applied Polymer Science 1993, 47, 425. http://dx.doi.org/10.1002/app.1993.070470306
• [24] Gillham J.K., Enns J.B.: Trends in Polymer Science 1994, 2, 406.
• [25] Urbaniak M.: Polimery 2008, 53, 537.
• [26] Gillham J.K.: Polymer Engineering and Science 1979, 19, 676. http://dx.doi.org/10.1002/pen.760191005
• [27] Gillham J.K., Benci J.A., Noshay A.: Journal of Applied Polymer Science 1974, 18, 951. http://dx.doi.org/10.1002/app.1974.070180401
• [28] Grudziński K., Jaroszewicz W., Ratajczak J. et al.: “Mounting of machines and devices by using EPY resin compound”, ZAPOL Publisher, Szczecin 2015.
• [29] Williams R.J.J.: “Transitions during network formation” in “Polymer Networks. Principles of their Formation, Structure and Properties” (Ed. Stepto R.F.T.), Blackie Acad. & Prof., London 1997, pp. 93–124.
• [30] Ozawa T.: Journal of Thermal Analysis 1970, 2, 301. http://dx.doi.org/10.1007/BF01911411
• [31] Hohn A., Schumann M., Goetz L., Geiss P.L.: “AIP Conference Proceedings” 2016, 1779, 070003. http://dx.doi.org/10.1063/1.4965535
• [32] Williams R.J.J.: “Curing of Thermosets” in “Developments in Plastics Technology” (Eds. Whelan A., Craft J.L.), Elsevier Applied Science Publ., London 1985, vol. 2, pp. 339–379.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).