Effects of reactive diluent diepoxidized cardanol and epoxy fortifier on curing kinetics of epoxy resin

Different formulations, composed of the diglycidyl ether of bisphenol-A, diepoxidized cardanol as reactive diluent, an anhydride as curing agent, and a tertiary amine as curing catalyst, with/without the use of an epoxy fortifier, were analysed. The effect of the fortifier on the diluent was also observed. The overall kinetics of curing was observed to follow a simple Arrhenius-type temperaturedependence, with an activation energy in the range 54–120 kJ/mol, with first-order kinetics up to 85% conversion. An increase in activation energy was observed with an increase of diluent content. The curing reaction was found to follow a three-step mechanism, involving a nucleophilic bimolecular displacement reaction, for which an explanation was offered. Incorporation of the fortifier lowers the curing temperature, but does not alter the final degree of reaction.

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Zusammenfassung Es wurden verschiedene Ausgangsgemische, bestehend aus dem Diglyzidyläther von Bisphenol A, diepoxydiertem Kardanol als reaktives Streckmittel, einem Anhydrid als Vernetzungsmittel und einem tertiären Amin als Vernetzungskatalysator mit bzw. ohne Anwendung eines Fortifyers untersucht. Der Einfluss des Fortifyers auf das Streckmittel wurde ebenfalls untersucht. Die Bruttokinetik der Vernetzung zeigt eine Temperaturabhängigkeit einfachen Arrhenius-Types mit einer Aktivierungsenergie im Bereich von 54–120 kJ/mol sowie einen Reaktionstyp erster Ordnung mit einer Konversionsrate von 85%. Ein steigender Streckmittelgehalt bewirkt ein Anwachsen der Aktivierungsenergie. Der Vernetzungsreaktion liegt ein Dreistufenmechanismus zu Grunde, der unter anderem auch eine nukleofile bimolekulare Substitutionsreaktion beinhaltet. Der Einsatz eines Fortifyers senkt zwar die Vernetzungstemperatur, verändert aber nicht die Endkonversionsrate.

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, , , , , , , , . . , 54–120 ·^–1 85% . . , , , . , .

     

Kinetic parameters of the thermal decompositions of nitritonickelates(II)

Kinetic parameters of thermal decomposition of compounds of general formulaM ₂ ^I M ^II[Ni(NO₂)₆], whereM ^I= K⁺, Rb⁺ or Cs⁺ andM ^II= Ca²⁺, Sr²⁺ or Ba²⁺, were investigated on the basis of the respective thermal curves. Calculations of the reaction order and activation energy carried out by the Coats-Redfern method and by Doyle's method (modified by Zsakó) gave similar results, The reaction order is 2 for all the compounds investigated. In the group of potassium salts the activation energy increases fromM ^II=Ca²⁺ toM ^II=Ba²⁺. In the groups of rubidium and caesium salts, the lowest activation energy is observed whenM ^II=Sr²⁺. Such behaviour of the nitritonickelates is explained in terms of structures and the principle of maximum density.

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Zusammenfassung Die kinetischen Parameter der thermischen Zersetzung von Verbindungen der allgemeinen FormelM ₂ ^I M ^II [Ni(NO₂)₆] (M ^I= K⁺, Rb⁺ oder Cs⁺ und M^II = =Ca²⁺, Sr²⁺ oder Ba²⁺) wurden auf Grund der entsprechenden thermischen Kurven untersucht. Die an Hand der Coats-Redfern Methode und der durch Zsakó modifizierten Doyleschen Methode durchgeführten Berechnungen der Reaktionsordnung und der Aktivierungsenergie ergaben ähnliche Resultate. Die Reaktionsordnung ist 2 für sämtliche untersuchten Verbindungen. In der Gruppe der Kaliumsalze steigt die Aktivierungsenergie vonM ^II=Ca²⁺ in RichtungM ^II=Ba²⁺ an. In der Gruppe der Rubidium- und Caesiumsalze wird die niedrigste Aktivierungsenergie beiM ^II=Sr²⁺ beobachtet. Dieses Verhalten der Nitritonickelate wird durch die Strukturen und das Prinzip der maximalen Dichte erklärt.

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₁ ^{2 II}[Ni(NO₂)₆], ^I= ⁺, Rb⁺Cs⁺,a ^II= ²⁺,8r²⁺²⁺. , - ( ), . 2. ^{+ 2+}. ^II=S²⁺. .

     

Study of the thermal behaviours of some metal acrylates

The thermal behaviours of Na, Ca, Mg and Zn acrylates were investigated by TG and DTA. It was found that the anhydrous acrylates were subject to thermal polymerization processes, which preceded the main decomposition. The presence of oxygen influences the decomposition of the organic part of the molecule very strongly, but it does not markedly affect the extent of polymerization or the type of the resulting solid products. Metal carbonates or oxides make up the major proportion of the residue obtained after the decomposition of the metal acrylates, similarly as in the case of other low molecular monocarboxylic acid salts.

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Zusammenfassung Das thermische Verhalten von Na, Ca, Mg und Zn-Akrylaten wurde mittels TG und DTA untersucht. Es wurde festgestellt, daß die wasserfreien Akrylate einen termischen Polymerisierungsproze erleiden, der der Hauptzersetzung vorangeht. Die Gegenwart von Sauerstoff wirkt sich sehr stark auf die Zersetzung des organischen Teils des Moleküls aus, beeinflut jedoch das Ausma der Polymerisierung und den Typ der entstandenen festen Produkte nicht besonders. Die bei der Zersetzung von Metallakrylaten erhaltenen Substanzen bestehen größtenteils aus Metallkarbonaten oder -oxiden, analog wie bei anderen Salzen von niedermolekularen Monokarbonsäuren.

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Résumé Etude du comportement thermique des acrylates de Na, Ca, Mg et Zn par thermogravimétrie et par analyse thermique différentielle (TG et ATD). On observe que les acrylates anhydres subissent un processus de polymérisation thermique qui précède la décomposition principale. La présence d'oxygène exerce une forte influence sur la décomposition de la partie organique de la molécule mais elle n'affecte pas de manière importante le degré de polymérisation ni la nature des produits solides formés. La majeure partie du produit obtenu après la décomposition des acrylates métalliques est constituée de carbonates et d'oxydes métalliques comme c'est le cas pour les autres sels d'acides monocarboxyliques à faibles poids moléculaires.

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TG Na, , Mg Zn. , , . , . , , , .

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The authors thank Mr. J. Bobinski for his help in translating this paper into English.     

Effect of solvent on photochemically induced olefin metathesis by tungstenhexacarbonyl

Effect of solvents on photochemically induced metathesis of pentene-2 by W(CO)₆ has been investigated. Structure of the catalyst and a reaction mechanism are proposed.

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-2 W(CO)₆. .

     

Influence of the crystallite size of platinum of the course of hydrogenolysis of ethane and propane over Pt/Al2O3 catalysts

The effect of the degree of platinum crystallite size on the reaction rate, selectivity and activation energy of ethane and propane hydrogenolysis has been studied in the range of platinum crystallite size of 1.7–4.0 nm. In the same range of Pt crystallite size, the activation energy of both processes shows a clear minimum. The decrease in Pt crystallite size bellow 3.0 nm brings about rapid changes in the selectivity of propane hydrogenolysis.

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( ) , -. 1,7–4,0 , .

     

Kinetics of the thermal decomposition of alkaline earth metal hydrofluorides

The thermal stability of alkaline earth metal hydrofluorides was studied by means of a Derivatograph. The values of the activation energy, reaction order and rate constant were determined. The comparison of the kinetic parameters of the decomposition process for the complete series of hydrofluorides studied led to a certain regularity in the differences in their thermal stabilities and its correlation with the strength of the hydrogen bond in their structure.

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Zusammenfassung Die thermische Stabilität von Erdalkalihydrofluoriden wurde mit Hilfe eines Derivatographen untersucht, die Werte der Aktivierungsenergien, der Reaktionsordnung und der Geschwindigkeitskonstanten bestimmt. Der Vergleich der kinetischen Parameter des Zersetzungsvorganges wies auf eine gewisse Regelmäßigkeit in ihrer verschiedenen thermischen Stabilität, die in Zusammenhang mit der Stärke ihrer strukturalen Wasserstoffbindung steht.

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Résumé On a étudié la stabilité thermique des hydrogénofluorures des métáux alcalinoterreux et déterminé les valeurs des énergies d'activation, des ordres de réaction et des constantes de vitesse de réaction à l'aide d'un Dérivatographe. Après comparaison des paramètres cinétiques on a pu établir une certaine régularité dans le changement de la stabilité thermique en corrélation avec la force de liaison de l'hydrogène dans la structure.

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. , . .

     

Kinetics of the alkaline ferricyanide-thiocyanate reaction

The second-order rate constant of the ferricyanide-thiocyanate reaction in 1 N alkali in the presence of osmium tetroxide as catalyst was found to be 9.95×10^–4 M^–1 min^–1, the activation energy is about 9 kcal/mol.

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2- 9,95 ^{–1 –1} 1 . 9 ^–1.

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née B. Suseela     

Thermal conductivities of polytetrafluoroethylene and polychlorotrifluoroethylene between 4.2 and 20 K

The thermal conductivities of bulk technical samples of polytetrafluoroethylene and polychlorotrifluoroethylene were measured in the temperature range 4.2–20 K by application of the steady-state method. An interpretation of the thermal conductivity data in terms of the available theoretical and empirical models is presented.

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Zusammenfassung Die thermischen Leitfähigkeiten technischer Einzelproben von Polytetrafluoräthylen und Polychlortrifluoräthylen wurden im Temperaturbereich von 4.2 bis 20 K durch Einsatz der Festkörper-Methode gemessen. Eine Deutung der thermischen Leitfähigkeitsangaben wird anhand der zur Verfügung stehenden theoretischen und empirischen Modelle gegeben.

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4.2–20 . .

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This work was done in the International Laboratory of High Magnetic Fields and Low Temperatures, Wrocaw, Poland.     

A procedure for comparing the reactivity of different hydrocarbons in cracking over zeolites

The cracking of hydrocarbons over zeolites is accompanied by a significant production of coke, which causes their rapid deactivation. The coking and deactivation rates depend very much on the reactant. This makes necessary to compare the reactivities for the same coke content but not for the same time on stream.

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, . . , .

     

The thermometric and enthalpimetric determination of organic compounds

Two main parameters determine the methods for the assay of organic compounds in industrial systems; these are the rates of reaction of the molecular organic and often non-aqueous systems which differ from those in ionic and aqueous systems, and secondly, the fact that in most organic systems an organic functional group is required to be determined by a general method applicable to the functional group in a variety of chemical environments. In pharmaceutical products it is desired to determine the functional groups without prior separation from excipients of various kinds and to obtain rapid assays, often with precision much lower than those normally required in inorganic systems. These methods are discussed with examples taken from the foodstuff industry, the pharmaceutical industry, etc.

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: , . , - , . . , . , , .

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Partly presented at the II. Seminar Thermometric Analysis, Budapest, September 2–7, 1980.     

Materials testing by Dynamic mechanical analysis

Applications of the new 980 Dynamic mechanical analyser (DMA) to the study of thermoplastic polymers, thermosetting polymers and metal glasses have been discussed in this paper. This instrument has also been used to study impact modified thermoplastics [2] elastomers [3] and metals. DMA is one of the thermo-analytical thechniques available to the research or quality control chemist for evaluating the mechanical properties of materials. With the introduction of the 980 it is anticipated that the disadvantages due to long operation time and complexity inherent in older instrumentation will no longer hold back progress towards the full realisation of the technique.

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Zusammenfassung Der Einsatz des neuen 980 Dynamic Mechanical Analysers zur Untersuchung thermoplastischer und auf Hitzeeinwirkung fest werdender Polymere, sowie Metallgläser, wird in dieser Veröffentlichung beschrieben. Dieses Instrument wurde auch zur Untersuchung von durch Stoss modifizierten thermoplastischen Stoffen [2], Elastomeren [3] und Metallen verwendet. Die dynamische mechanische Analyse ist eine der für den Forschungsoder Kontrollchemiker bei der Bewertung der mechanischen Eigenschaften der Stoffe nützlichsten zur Verfügung stehenden thermoanalytischen Techniken. Die Einführung des Modells 980 gestattet die Folgerung, daß die bei den früheren Instrumenten als Nachteil verzeichnete lange Arbeitsdauer und Komplexität nunmehr dem Fortschritt in Richtung vollständiger Realisierung dieser Technik nicht mehr im Wege stehen werden.

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Résumé L'application du nouvel analyseur mécanique 980 à l'étude des polymères thermoplastiques, des polymères thermodurcissables et des verres métalliques est discutée. L'instrument a également été utilisé pour l'étude des thermoplastiques traités par percussion [2], des élastotnères [3] et des métaux. L'analyse mécanique dynamique est l'une des techniques d'analyse thermique les plus utiles pour évaluer les propriétés mécaniques des matériaux, aussi bien en recherche que pour les opérations de contrôle de qualité. Avec l'introduction du modèle 980, il est prévisible que les inconvénients des instruments précédents, dus à la durée et à la complexité des opérations, n'entraveront pas le développement de cette technique.

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980 , . , , . , . 980 , , , , .

     

On the nature of surface sites for heterolytic dissociation of hydrogen on Al2O3

A quantum-chemical analysis of the models for geminal OH groups of Al₂O₃ and of the processes of their dehydroxylation with further dissociative chemisorption of hydrogen has been carried out. Calculations were performed by the SCF MO LCAO method using STO-3G basis set in terms of the cluster approach.

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OH- Al₂O₃ . , STO-3G .

     

The effect of sample geometry on the melting point of polyethylene

We have examined the influence which sample geometry has on the melting point of isothermally melt crystallized polyethylene. The peak positions of curves obtained using a Perkin-Elmer DSC were used as the apparent melting points (Tm). With a constant sample weight (ca. 0.05 mg), we observed an increase of 1.7 K for Tm when the sample thickness was increased from 1 to 8 m. Experiments which demonstrate the heat transfer problems related to the melting of polymer samples are also presented. This work indicates that, if one is attempting to reduce the heating rate dependence of polymer samples, reduction of sample weight alone is not suffiicient. Rather one should aim at increasing the sample pan contact area and reducing the sample thickness simultaneously.

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Zusammenfassung Der Einfluß der Probengeometrie auf den Schmelzpunkt isotherm geschmolzenen kristallinen Polyäthylens wurde untersucht. Die Peakpositionen in den mit einem Perkin-Eimer DSC erhaltenen Diagrammen wurden als scheinbare Schmelzpunkte (Tm) benutzt. Bei konstantem Probengewicht (etwa 0.05 mg) wurde für Im ein Anstieg um 1.7 K beobachtet, wenn die Schichtdicke der Probe von 1 auf 8 m erhöht wurde. An Experimenten werden auch die mit dem Schmelzvorgang bei Polymerproben zusammenhängenden Wärmeübergangsprobleme aufgezeigt. Diese Arbeit macht deutlich, daß eine Verminderung des Probengewichts allein zur Verminderung der Aufheizgeschwindigkeitsabhängigkeit der Polymerproben nicht ausreichend ist. Es soll vielmehr eine gleichzeitige Vergrößerung der Probenträgerkontaktfläche und Verringerung der Probenschichtdicke angestrebt werden.

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. , ( -), . ( 0.05 ), 1 8 , . 1.7 , , . , , . .

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The authors gratefully acknowledge the support of the National Science Foundation (Polymers Division) Grant No. DMR 78-25233.     

Electronic state of the active site of A V?P?O/SiO2 catalyst in oxidation of chlorine-containing hydrocarbons

V⁴⁺ ions in slightly associated states are supposed to play the role of V–P–O/SiO₂ active sites. V⁴⁺ ions are reduced to V³⁺ during deactivation of the V–P–O/SiO₂ catalyst.

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V–P–O/SiO₂ V⁴⁺ . V–P–O/SiO₂ V⁴⁺ V³⁺.

     

MINDO/3 studies of surface OH groups of alumina

Cluster models for various types of OH groups of alumina have been calculated in terms of the MINDO/3 method. Dependence of the acidity and stretching vibration frequencies of OH groups on the number and coordination of neighboring aluminium atoms has been analyzed.

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MINDO/3 OH- . OH- .

     

Fossil age determination by thermal analysis

Subsequent to a comparative examination of recent bone material the author has recently completed the paleobiogeochemical evaluation of classical Quaternary and Pliocene terrestrial fossils of vertebrata from Hungary. A derivatograph (MOM) has been used to determine two thermoanalytical parameters which are closely associated with the passage of geological time: the total bound organic-matter content of the fossil and the fossilization cofficient.Derivatographic measurement of the organic matter in the bones is supplemented by fine-structure analysis of bone-tissue slides.Sample material of unknown age from several provenances was evaluated with the new dating method. The importance of the procedure is even greater in cases when only indefinite sporadic finds can be obtained from the sediments.

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Zusammenfassung Nach einer vergleichenden Untersuchung an neuzeitlichem Knochenmaterial hat der Autor kürzlich die paleobiogeochemische Auswertung der klassischen Quaternären und Pliocenen terrestren Fossilien von Vertebraten aus Ungarn ergänzt.Ein Derivatograph (MOM) wurde zur Bestimmung zweier thermoanalytischer Parameter eingesetzt, die eng mit dem Fortschreiten der geologischen Zeit verbunden waren: dem Gesamtgehalt an gebundenem organischem Material und dem Fossilisationskoeffizienten.Die derivatographische Messung der organischen Substanz in den Knochen wurde durch die Feinstrukturanalyse von Knochengewebeschnitten ergänzt.Probenmaterial unbekannten Alters verschiedener Herkunft wurde mit der neuen Methode ausgewertet. Die Bedeutung des Verfahrens ist in den Fällen noch grösser, wenn aus den Sedimenten nur unbestimmte sporadische Funde erhalten werden können.

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, . (MOM) , : . - . . , .

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The author wishes to thank the staff of the Department of Experimental Physics of L. Kossuth University for the neutron activation measurements and the Computer Center of the University for the calculation work.     

Electronic reflectance spectra of palladium-on-alumina catalysts

The electronic reflectance spectra of palladium-on-alumina catalysts prepared by various procedures from different precursor compounds are discussed. Information is obtained about the chemical state of palladium in the individual steps of preparation.

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-, , -. , .

     

Catalytic and surface properties of natural mordenite and chabazite from the Democratic People''s Republic of Korea

Natural mordenite and chabazite from the D.P.R. Korea were converted into their H⁺-forms by ion exchange and then characterized by the determination of their proton donor properties as well as by their reactivity in ethylene oligomerization The sample of natural mordenite in H⁺-form exhibits an activity which may be compared to that of synthetic H⁺-mordenite. The investigated natural chabazite in H⁺-form does not catalyze the oligomerization of C₂H₄, probably for steric reasons.

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- H⁺ , C₂H₄. H⁺ , , H⁺ C₂H₄, .

     

Thermal decompositions of (NH4)2WSe4 and (NH4)3VS4 under normal and reduced nitrogen pressures

A method is devised by modification of the author's previous method. Thermoanalytical data are transformed to equivalent isothermal ones, and linear relations are utilized to elucidate the mechanism and the pre-exponential factor, instead of curvefitting. Advantages are illustrated by applying this method to the decomposition of polycaprolactam.

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Zusammenfassung Es wurde eine neue Methode durch Modifizierung der früheren Methode des Autors entwickelt. Bei der neuen Methode werden die thermoanalytischen Daten in isotherme umgewandelt und anstatt der Kurven-Anpassung der vorhergehenden Methode werden lineare Zusammenhänge zur Klärung des Mechanismus und des pre-exponentiellen Faktors eingesetzt. Die Vorteile der neuen Methode werden durch ihre Anwendung bei der Untersuchung der Zersetzung von Polycaprolactan veranschaulicht.

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Résumé La méthode précédemment proposée par l'auteur est modifiée. La nouvelle méthode qui est présentée transforme les données thermoanalytiques en données isothermes équivalentes et utilise des relations linéaires pour établir le mécanisme et le facteur pré-exponentiel au lieu de la méthode antérieure avec ajustement des courbes. Les avantages de cette nouvelle méthode sont illustrés en l'appliquant à la décomposition du polycaprolactane.

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, , , , , . .