Processat seqüencial de termoestables basats en mescles ternàries tiol-acrilat-epoxi

Abstract

Aquest projecte plantejaunnou esquema de curat dual de polímers termostables basat en una mescla ternària tiol-acrilat-epòxid. Els grups tiols participen en les dues etapes del curat, primer en una addició de Michael amb l’acrilat i posteriorment en una reacció clicktiol-epòxid. La separació d’ambdues etapes es basa en la selectivitatcinèticade la reacció tiol-acrilat respecte la reacció tiol-epòxid en catàlisi bàsica.Primer s’analitza el mecanisme de reacció de les reaccions de curat pures tiol-acrilat i tiol-epòxid iniciades amb una base nucleòfila. La cinètica ha sigut analitzada matemàticament utilitzant mètodesisoconversionals diferencials. A continuació s’hadeterminat el model cinètic del mecanisme de reacció d’ambdues reaccions. El model ha sigut validat amb l’ajust lineal dels paràmetres cinètics de les reaccions elementals més lentes amb les dades experimentals de grau de conversió obtingudes sota diferents condicions de reacció mitjançant espectroscòpia i calorimetria. En segon lloc, s’estudia la reacció de curat dual de formulacions amb diferent proporció d’acrilat i epòxid, però sempre amb relació estequiomètrica amb els grups reactius tiol. La duració d’ambdues etapes de la reaccióde curat i les propietats del material varien en funció de la composició de cada formulació. La cinètica del curat dual s’avalua amb reaccions isotèrmiques i s’estableix la conversió de gelificació del polímerde cadascuna de les formulacions.D’altra banda, s’analitza el curat tèrmic i el curat amb fotoiniciador de la formulacióde composició 50% acrilat i 50% epòxid amb tiol estequiomètric. En el primer estudi, es realitza un anàlisi isoconversional integral de la reacciótotalde curat dual. D’altra banda, en el sistema curat amb fotoiniciador es valora l’efecte del temps d’irradiació de la formulació i s’estudia la cinètica de la segona etapa de curat dual després de la irradiació isotèrmica de les mostres.Finalment es procedeix a l’anàlisi de les propietats del material final generat per cada formulació. En aquest estadi es determina la temperatura de transició vítria(Tg)mitjançant mètodes calorimètrics i anàlisi dinamomecànic,les formulacions més riques en grups epòxid tenen major Tg. A més,es realitzal’estudi comparatiu del grau d’entrecreuament final i de l’homogeneïtat de les xarxes polimèriquesinterpenetrades (IPN)generades. I es determinala estabilitat tèrmica dels polímers termostables resultants.