Epoxy polymers: Glass transition/cure degree correlation

The correlation between the glass transition temperature,T _g , and the cure degree, , of epoxy polymers has been analysed on the basis of an extension of the Vogel-Tamman-Fulcher equation for the viscosity of polymers and glasses.A physical meaning has been given to the coefficients of the series expansion of the functionT _g=T _g ().This analysis allows one to verify that the experimental (T _g ,) data support the conclusion that, in the case of thermoset polymers, the ideal glass transition temperature,T _o, appearing in the VTF equation, is larger thanT _g .This conclusion may be supported by the thermodynamic interpretation ofT ₀ as the temperature at which the excess entropy of the systems tends to vanish: in the case of partially cured thermosets;T ₀ would represent the minimum temperature at which the system becomes able to enhance its cure degree.

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Zusammenfassung Die Korrelation zwischen der Glasumwandlungs-temperaturT _g und dem Aushärtungsgrad von Epoxidpolymeren wurde analysiert, und zwar basierend auf einer Erweiterung der Vogel-Tamman-Fulcher-Gleichung für die Viskosität von Polymeren und Gläsern. Den bei der Reihenentwicklung der FunktionT _g =T _g () auftretenden Koeffizienten wurde eine physikalische Bedeutung zugeschrieben. Diese Analyse ermöglicht nachzuweisen, daß die experimentellen Daten (T _g ), die Schlußfolgerung stützen, daß im Falle von hitzehärtbaren Polymeren die in der VTF-Gleichung auftretende sogenannte ideale GlasumwandlungstemperaturT ₀ höher alsT _g ist. Diese Konklusion wird auch durch die thermodynamische Interpretation vonT ₀ gestützt, nämlich als die Temperatur, bei der die Überschußentropie des Systems gegen Null geht: im Falle von teilweise ausgehärteten hitzehärtbaren Polymeren würdeT ₀ die minimale Temperatur darstellen, bei der eine Erhöhung des Aushärtungsgrades des Systems einsetzt.

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T _g () - - . qT _g =T _g (). T _g , T ₀, -- , T _g . T ₀, , . ,T ₀ , .

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Work supported by the Progetto Finalizzato Chimica Fine e Secondaria of the Italian C.N.R., grant No. 84.01304.95