GEFTA - Gesellschaft für Thermische Analyse e. V.Jürgen E.K. Schawe
Mettler-Toledo GmbH, Sonnenbergstr. 74, CH-8603 Schwerzenbach
Bei der Bildung eines Polymernetzwerkes kommt es zu drastischen Änderungen der molekularen Dynamik. Ein experimentelles Indiz dafür ist die Vergrößerung der Glasübergangstemperatur mit fortschreitendem Vernetzungsgrad. Wird eine Vernetzungsreaktion bei Temperaturen durchgeführt, die kleiner als die Glastemperatur des ausgehärteten Materials sind, kommt es während der Reaktion zu einem chemisch induzierten Glasübergang (Vitrifikation). Die Probe wird von einem flüssigen Zustand in einen festen (glasigen) Zustand überführt. Dadurch geht die chemisch kontrollierte Reaktion in eine diffusionskontrollierte Reaktion über.
Der Prozeß der Vitrifikation wird mittels DSC und temperatur-modulierte DSC (ADSC) am Beispiel von Diglycidylether des Bisphenol A (DGEBA) vernetzt mit Diaminodiphenyl Methan (DDM) untersucht. Für die Messungen wurde ein DSC 821e (METTLER-TOLEDO) verwendet.
Mittels ADSC wird der Wärmestrom der isothermen Reaktion und gleichzeitig die scheinbare komplexe Wärmekapazität gemessen. Die komplexe Wärmekapazität C*=C'-iC'' erhält man durch Korrektur des Einflusses der chemischen Reaktion und der Wärmetransportbedingungen.
Es wird gezeigt, daß die Vitrifikation ein frequenzabhängiger
Relaxationsprozeß ist. Die wechselseitige Beeinflussung von chemischer
Reaktion und molekularer Relaxation wird diskutiert und mittels eines Modells
beschrieben, das das aktuelle Nichtgleichgewicht der Probe berücksichtigt.
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