Aushärtegrad

Mit Aushärtegrad wird der erreichte Umsatzgrad bei einer Vernetzungsreaktion (Aushärtung) beschrieben. Vernetzung bezeichnet in der makromolekularen Chemie Reaktionen, bei denen eine Vielzahl einzelner Makromoleküle zu einem dreidimensionalen Netzwerk verknüpft wird. Die Verknüpfung kann entweder direkt beim Aufbau der Makromoleküle oder durch Reaktionen an bereits bestehenden Polymeren erreicht werden.

Messtechnisch kann dies einfach durch die Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC) bestimmt werden.

Der Aushärtegrad α ist die umgesetzte Wärmemenge geteilt durch die Reaktionsenthalpie.

α =  H/ΔHR

Der Aushärtegrad einer bereits (teil-) vernetzten Probe kann über die Restenthalpie für eine Nachvernetzung HPC (post-cure) bestimmt werden. Dann errechnet sich der Aushärtegrad als

 α =  1-(HPC/ΔHR)

Abbildung 1: DSC 214 Polyma Messergebnisse, schwarze Kurve: unvernetzter Klebstoff; rote Kurve: teilvernetzter Klebstoff (Einwaage 2,80 mg bzw. 2,77 mg; Heizrate 5 K/min)

Abbildung 1 zeigt ein Beispiel für die Berechnung des Aushärtegrads. Die unvernetzte Probe zeigt eine Enthalpie von 242,35 J/g, die teilvernetzte Probe eine Restenthalpie von 203,92 J/g für die Nachvernetzung. Somit kann ein Aushärtegrad von 15,9 % für die teilvernetzte Probe berechnet werden.


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DSC