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J-GLOBAL ID：201002281975491430   整理番号：10A1153915

エポキシアミン熱硬化性樹脂の硬化動力学における拡散制御のモデリング: 配置エントロピーに基づくアプローチ

Modeling diffusion-control in the cure kinetics of epoxy-amine thermoset resins: An approach based on configurational entropy

著者 (4件)： COREZZI Silvia (Dipartimento di Fisica, Universita di Perugia, Via A. Pascoli, I-06100 Perugia, ITA) ,  FIORETTO Daniele (Dipartimento di Fisica, Universita di Perugia, Via A. Pascoli, I-06100 Perugia, ITA) ,  SANTUCCI Giovanni (Materials Engineering Center, Universita di Perugia, Loc. Pentima Bassa, I-05100 Terni, ITA) ,  KENNY Jose M. (Materials Engineering Center, Universita di Perugia, Loc. Pentima Bassa, I-05100 Terni, ITA)
資料名： Polymer  (Polymer)
巻： 51  号： 24  ページ： 5833-5845  発行年： 2010年11月12日 
JST資料番号： D0472B  ISSN： 0032-3861  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： この研究では,拡散制約がエポキシアミン樹脂の硬化動力学に及ぼす影響を説明する,(i)構造緩和時間τ(すなわち,D_τ^ξ=定数,ξは分数指数)とのべき法則関係による平均拡散係数Dのモデル化と(ii)共有結合形成で駆動される配置エントロピー減少で反応の進行に伴うτの増加を記述することに基づいた,新しい方程式を提案した。この提起アプローチは,拡散制御速度論の説明と,すでに首尾よくエポキシ-アミン重合に適用されたガラス化近傍の構造動力学の配置エントロピーに基づいた説明を一致させるものであった。このモデル方程式は,反応の効果的順序を与える指数mとnに加えて,エポキシ基に対するアミノ水素の最初の比率がはっきりと現れるKamal方程式の修正バージョンの上に築き上げたものである。各々の化学反応速度定数を全面的に拡散-修正したものと入れ替えることで,完全な重合プロセスが説明できた。実験データとの比較から,文献で仮定されたことに反して,拡散係数が緩和時間(ξ=1)に逆比例すると仮定することによっては,拡散制約の影響がきちんと記述ができないことが示された。多くのシステムでは,むしろ,分数指数ξが緩和関数の伸張を測るパラメータβに非常に近い値を採ることが見いだされた。化学的に固有のパラメータに関しては,すべてのシステムの速度定数k_c1とk_c2が,驚くべきことに,非触媒および自己触媒的プロセスと同じ活性化エネルギーで熱的に活性化された挙動に対応するマスターカーブの上へスケールすることが分かった。さらに,mとnは,温度および混合物のモル比に無関係に,ほぼ一定値(m=1,そして,nは1~2の間の範囲)と推測された。これらの結果は,既報知見や自己触媒プロセスはより低い活性化エネルギーを持つとする広く信じられていることとは相反していたが,同様の機構がエポキシ基とアミノ水素間の一般的反応の根底にあり,またmとnが固有反応機構と関係づけられるとする予想とは一致していた。この新規モデル化は異なる研究結果間のいくつかの明白な食い違いも除去した。Copyright 2010 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.

シソーラス用語： *エポキシ樹脂 ,  *架橋【高分子】 ,  *アミン ,  熱硬化性プラスチック ,  *反応速度論 ,  数学モデル ,  拡散律速 ,  拡散近似 ,  構造力学 ,  動力学 ,  エントロピー ,  立体配置
準シソーラス用語： 拡散モデル ,  構造動力学 ,  配置エントロピー

分類 (1件)： 高分子と低分子との反応  (CG03020L)

タイトルに関連する用語 (6件)： 熱硬化性樹脂 ,  硬化 ,  動力学 ,  拡散制御 ,  モデリング ,  配置エントロピー