Stopień utwardzenia/usieciowania

Stopień utwardzenia opisuje konwersję uzyskaną podczas reakcji sieciowania (utwardzania). W chemii makrocząsteczkowej sieciowanie odnosi się do reakcji, w których duża liczba pojedynczych cząsteczek jest połączonych ze sobą, tworząc sieć trójwymiarową. Sieć połączeń można osiągnąć albo przez bezpośrednie odpowiednie ustawienie makrocząsteczek, albo przez reakcję między już istniejącymi strukturami polimeru. 

Stopień utwardzenia można dość łatwo oszacować za pomocą Różnicowej Kalorymetrii Skaningowej (DSC). Stopień utwardzenia α to ilość wydzielonego ciepła podzielona przez całkowitą entalpię reakcji: 

α =  H/ΔHR

Stopień utwardzenia już (częściowo) usieciowanej próbki można określić za pomocą resztkowej entalpii po sieciowaniu, HPC (po utwardzaniu). Następnie stopień usieciowania tak wstępnie utwardzonej próbki określa się jako: 

α =  1-(HPC/ΔHR)

Rysunek 1: Wyniki pomiaru z kalorymetru DSC 214 Polyma; czarna krzywa: klej nieutwardzony (surowy); czerwona krzywa: klej częściowo utwardzony (masa próbki: 2,80 mg i 2,77 mg; szybkość ogrzewania 5 K/min)

Rysunek 1 przedstawia przykład szacowania stopnia utwardzenia dla częściowo utwardzonego próbki kleju. Nieutwardzony klej (próbka pierwsza) wykazuje całkowitą entalpię procesu utwardzania około 242,4 J/g, podczas gdy próbka już częściowo utwardzona wykazuje entalpię mniejszą, czyli około 203,9 J/g. W związku z tym można obliczyć stopień częściowego utwardzenia próbki drugiej na poziomie około 15,9%. 


Powiązane metody

DSC