Análise térmica e espalhamento de luz como técnicas para o acompanhamento da cura do 1,4-butanodiol diglicidil éter com anidrido do ácido cis-1,2-ciclohexanodicarboxílico em presença de trietilamina

Abstract

Este trabalho avaliou a reação de cura de várias composições de 1,4-Butanodiol Diglicidil Éter (DGBE ou EP) com o Anidrido do Ácido Cis-1,2-Ciclohexanodicaboxilico (CH) em Trietilamina (TEA). Foram estudadas variações de presença de frações molares de Trietilamina e variações de razões entre as frações molares de Anidrido e Ep6xi, sendo que estas últimas contribuiram para a formação de produtos com diferentes proporções reticulado-solvente. A cura foi acompanhada através da Análise Térmica via DSC, uma técnica clássica, e por Espalhamento de Luz através da Espectroscopia de Brillouin com Varredura de Temperatura. Os resultados da Análise Térmica foram analisados por métodos não-isotérmicos como o método de Barrett e o método de Freeman-Carrol a fim de se obter os parâmetros cinéticos: Energia de ativação, fator de freqüência e ordem de reação. Os resultados do Espalhamento de Luz foram analisados por uma adaptação do método de Barrett, onde se obteve a Energia de ativação e o fator de freqüência. A comparação das duas técnicas permite dizer que o comportamento termodinâmico dos sistemas com diferentes composições pode ser adequadamente representado por um modelo matemático, o qual se baseia no fato de que a entalpia da reação está diretamente ligada ao processo químico elementar. O Espalhamento de Luz, através do deslocamehto do máximo do pico de Brillouin, está relacionado com a mudança de estado físico do sistema (líquido-sólido) e esta mudança só é possível para composições caracterizadas pela razão X = X ch / IX ep maior que um valor crítico (X cr) característico do sistema químico. A caracterização final dos sistemas foi obtida através da Análise Termomecânica e pela Densimetria.

The kinetics of the curing process o f 1,4-Butanediol Diglycidyl Ether (DGEB or EP) with the Anhydride o f Cis-1,2-Cyclohexanedicarboxylic Acid (CH) and Triethylamine (TEA) as initiator, has beeh studied. The samples employed in the present study, were characterised by the variation of the molar fractions of TEA and by the ratio of molar fractions of Anhydride and Epoxy. The dynamics of the cure reaction was studied by Thermal Analysis (DSC), a classical technique, and by Temperature Scanning Brillouin Spectroscopy, introduced here as a new non-destructive technique. The Thermal Analysis data were an a lysed by non-isothermic methods like Barrett method and Freeman-Carrol method in order to obtain the kinetic parameters: Activation energy, frequency factor and reaction order. A similar analysis for the Light Scattering data, specially the Hypersonic Velocities is proposed. The thermodynamic behaviour of the systems with different compositions can be described by a mathematical model which takes into account the definition of an elementary reaction step. Through the use of Light Scattering - Brillouin Spectroscopy was possible determine the dynamic behaviour of the state transition (liquid-solid) during the curing and the critical composition (X = X ch IX ep) which enables the curing process. The final products of the systems studied have been characterised by Thermomechanical Analysis (TMA) and Densimetry.