Resumen

El objetivo de este trabajo es determinar la cinética de un preimpregnado ("prepreg") de resina epoxi/fibra de carbono utilizando calorimetría diferencial de barrido (DSC) con el método isoconversional. Este último método analiza la cinética de curado a través de la dependencia de la energía de activación durante la conversión (análisis isotérmico) o la temperatura (análisis no isotérmico) y utiliza esta dependencia para calcular los parámetros cinéticos. La evaluación de la cinética de reacción mediante DSC se basa en la tasa de generación de calor durante una reacción exotérmica. 

La hipótesis de que el calor generado por una reacción química es proporcional a la extensión del curado permite obtener los parámetros cinéticos a partir de las curvas DSC obtenidas con los modos isotérmico y no isotérmico. Para el método isoconversional isotérmico, la energía de activación media osciló entre 72 y 103 kJ/mol, mientras que en el método no isotérmico se obtuvo un valor medio de 80,5 kJ/mol. Estos resultados se compararon con los obtenidos para los métodos ASTM E 2070 y ASTM E 698, cuyos valores fueron de 89±5 kJ/mol y 77,5±2,5 kJ/mol, respectivamente, lo que demuestra la eficacia del método.

INTRODUCCIÓN

La evaluación de los parámetros cinéticos a partir de datos obtenidos mediante técnicas de análisis térmico ha sido uno de los temas más ampliamente explorados en los últimos años, generando un gran número de artículos. Vyazovkin, Rives y Schick (2010) presentaron una excelente revisión de los artículos publicados entre 1970 y 2010 en Thermochimica Acta, una de las principales revistas internacionales sobre análisis térmico. Destaco a continuación los artículos más pertinentes:

El mayor impacto en el campo del análisis térmico cinético se publicó en 1999 en el trabajo de Vyazovkin y Wight, que comparó dos modelos computacionales para evaluaciones cinéticas: una aproximación de modelos para datos de tasa de calentamiento simple y una aproximación isoconversional que elimina el modelo de aproximación de un solo paso y lo sustituye utilizando tasas de calentamiento múltiples.

Los resultados obtenidos en el proyecto de cinética promovido por ICTAC (Confederación Internacional para el Análisis Térmico y la Calorimetría), en el que varios participantes aplicaron diversas técnicas que utilizan datos multietapa isotérmicos y no isotérmicos obtenidos a diferentes temperaturas y/o diversas velocidades de calentamiento, fueron muy satisfactorios, demostrando que el método isoconversional sin modelo era coherente. 

• Materias:Materiales compuestos Epoxi Gomas y resinas sintéticas Fibra de carbono
• Subjects:Composite materials Epoxy Gums and resins Synthetic Carbon fibre
• Palabras claves:Cinética de curado; Compuesto; Resina epoxi; DSC
• Keywords:Cure kinetics; Composite; Epoxy resin; DSC