Effects of a nanometer-size, reacti

Effects of a nanometer-size, reactive polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) on a thermoset’s polymerization kinetics and dielectric relaxation have been investigated by using differential scanning calorimetry (DSC) and dielectric spectroscopy. Four amines, hexylamine (HA), ethylene diamine (EDA), isophorone diamine (IPDA), and diethylene triamine (DETA) were used to crosslink epoxy resin DGEBA and a multi functionalized -glycidyl POSS. The polymers formed ranged from POSS-free to POSS-only network structure, while maintaining an equal ratio of reactive groups.
Calorimetric studies of stoichiometric DETA and IPDA samples performed by ramp-heating showed that the polymerization kinetics increased with low POSS content, but progressively decreased upon further addition, and the POSS-only mixtures reacted the slowest. The same pattern of changes in the rate of polymerization was observed by isothermal polymerization of the DETA mixtures. The results have been interpreted based on changes in viscosity and diffusion coefficients according to the Stokes-Einstein and Smoluchowski equations. Furthermore, isothermal polymerization of stoichiometric DETA and EDA samples showed that the extent of reaction increased with POSS, indicating that it might be easier to form a higher crosslinked thermoset with higher amounts of POSS.
Non-isothermal polymerization of POSS-IPDA mixtures was also investigated under off-stoichiometric conditions. Unlike the reaction mechanisms of non-stoichiometric DGEBA-IPDA mixtures, a significant difference in reactivity of primary and secondary amines in the POSS-IPDA reaction was not observed.
Dielectric relaxation studies were performed in real time during polymerization. The distribution of relaxation rates increased with an increase in POSS, and the duration of polymerization required to reach a specific relaxation time increased. Furthermore, the time at which the dielectric loss minimum and peak occurred increased with POSS, however, when only POSS was reacted with the amine, an a-relaxation peak was not observed. A frequency-dependent increase in permittivity during polymerization was observed with the POSS-only EDA, DETA, and HA samples, and a corresponding change in the loss was not detected. It was attributed to a structure-dependent increase in interfacial polarization.
Although not related to the polymerization study, work done on the residual entropy of glasses is included here. To help resolve the controversy of the residual entropy of glassy materials, specific heat data taken from the literature were analyzed. The changes in entropy of a glass on cooling and heating paths were determined, and it was found that the upper and lower limits of entropy differed by no more than 2 %. This showed that although the thermodynamic path through the glass transition is irreversible, this irreversibility has a negligibly small effect on determining the entropy.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ผลของการ ขนาด nanometer ปฏิกิริยา polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) ของเทอร์โม polymerization จลนพลศาสตร์และ dielectric เป็นมีการตรวจสอบโดยส่วนแกน calorimetry (DSC) และเป็นฉนวนก สี่ amines, hexylamine (ฮา), diamine เอทิลีน (EDA) isophorone diamine (IPDA), diethylene triamine (DETA) ใช้เรซินแบบ crosslink DGEBA และหลายที่ functionalized - glycidyl POSS. โพลิเมอร์ที่เกิดแสก ๆ จาก POSS ฟรีโครงสร้างเครือข่าย POSS เท่านั้น ในขณะที่รักษาอัตราส่วนเท่ากันกลุ่มปฏิกิริยา
การศึกษา calorimetric ของ stoichiometric DETA IPDA ตัวอย่างและดำเนินการ โดยความร้อนทางลาดพบว่า จลนพลศาสตร์ polymerization เพิ่มเนื้อหา POSS ต่ำ แต่ความก้าวหน้าลดลงเมื่อเพิ่มเติม และน้ำยาผสม POSS เดียวปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นที่ slowest รูปแบบเดียวของการเปลี่ยนแปลงในอัตราการ polymerization ถูกตรวจสอบ โดย isothermal polymerization ของน้ำยาผสม DETA ผลลัพธ์มีการแปลตามการเปลี่ยนแปลงในสัมประสิทธิ์ความหนืดและแพร่ตามสมการไอน์สสโตกส์และ Smoluchowski นอกจากนี้ polymerization isothermal stoichiometric DETA และ EDA ตัวอย่างแสดงให้เห็นว่า ขอบเขตของปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น ด้วย POSS บ่งชี้ว่า มันอาจจะง่ายขึ้นแบบเทอร์โม crosslinked สูง มียอดสูงของ POSS.
Isothermal ไม่ polymerization ของ POSS IPDA น้ำยาผสมยังตรวจสอบสภาวะปิด-stoichiometric ต่างจากกลไกปฏิกิริยาของน้ำยาผสม DGEBA IPDA ไม่ stoichiometric ความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในการเกิดปฏิกิริยาของ amines หลัก และรองในปฏิกิริยา POSS IPDA ถูกไม่สังเกต
ผ่อนเป็นฉนวนศึกษาดำเนินในเวลาจริงในระหว่างการ polymerization การกระจายของราคาผ่อนคลายเพิ่มขึ้น ด้วยการเพิ่ม POSS และเพิ่มระยะเวลาของต้องถึงเวลาพักผ่อนเฉพาะ polymerization นอกจากนี้ เวลาที่สูญเสียเป็นฉนวนต่ำสุดและสูงสุดเกิดขึ้น ด้วย POSS อย่างไรก็ตาม เมื่อ POSS เท่านั้นเป็นปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นกับ amine สูงสุดเป็นการพักผ่อนได้ไม่ดำเนินการ การเพิ่มขึ้นขึ้นอยู่กับความถี่ใน permittivity ระหว่าง polymerization ถูกสังเกต ด้วยตัว POSS เฉพาะ EDA, DETA และฮาอย่าง และไม่พบการเปลี่ยนแปลงสอดคล้องในการสูญเสีย จะถูกบันทึกเพิ่มขึ้นอยู่กับโครงสร้างใน interfacial โพลาไรซ์
แม้ไม่เกี่ยวข้องกับการศึกษา polymerization งานที่ทำเสร็จเอนโทรปีที่เหลือของแก้วมาที่นี่ เพื่อช่วยแก้ไขการถกเถียงของเอนโทรปีเหลือวัสดุฟิต มีวิเคราะห์ข้อมูลความร้อนเฉพาะที่นำมาจากวรรณคดี การเปลี่ยนแปลงเอนโทรปีของแก้วทำความเย็น และความร้อนเส้นทางถูกกำหนด และพบว่า ขีดจำกัดบน และล่างของเอนโทรปีที่แตกต่างไม่เกิน 2% นี้แสดงให้เห็นว่า แม้ว่าเส้นทางอุณหพลศาสตร์ โดยเปลี่ยนกระจกเป็นควม irreversibility นี้มีผลขนาดเล็ก negligibly การกำหนดเอนโทรปี

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ผลของนาโนเมตรขนาดปฏิกิริยา polyhedral silsesquioxane oligomeric (POSS) ในจลนพลศาสตร์ของเทอร์โมอิเล็กทริกและผ่อนคลายได้รับการตรวจสอบโดยใช้การสแกนความแตกต่างความร้อน (DSC) และสเปคโทรอิเล็กทริก สี่เอมีน, hexylamine (HA), เอทิลีนไดเอมีน (EDA) ISOPHORONE diamine (IPDA) และ diethylene triamine (DETA) ถูกนำมาใช้อีพ็อกซี่เรซิน crosslink เมอร์และหลาย functionalized-POSS ไกลซิดิล โพลีเมอที่เกิดขึ้นตั้งแต่ POSS ฟรีกับโครงสร้างเครือข่าย POSS อย่างเดียวในขณะที่รักษาอัตราส่วนที่เท่ากันของกลุ่มปฏิกิริยา
เผาไหม้แคลอรีการศึกษาของ stoichiometric DETA และ IPDA ตัวอย่างดำเนินการโดยทางลาดความร้อนแสดงให้เห็นว่าจลนพลศาสตร์เพิ่มขึ้นด้วยเนื้อหา POSS ต่ำ แต่ความก้าวหน้า ลดลงนอกจากนี้เมื่อต่อไปและผสม POSS เท่านั้นปฏิกิริยาช้าที่สุด รูปแบบเดียวกันของการเปลี่ยนแปลงในอัตราของพอลิเมอเป็นที่สังเกตโดยพอลิเมอ isothermal ของผสม DETA ผลที่ได้รับการตีความตามการเปลี่ยนแปลงของความหนืดและค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ตามสม Stokes-Einstein และ Smoluchowski นอกจากนี้พอลิเมอ isothermal ของ stoichiometric DETA และ EDA ตัวอย่างแสดงให้เห็นว่าขอบเขตของการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นด้วย POSS แสดงให้เห็นว่ามันอาจจะง่ายในรูปแบบเทอร์โมเชื่อมขวางสูงที่มีจำนวนสูงขึ้นของ POSS
พอลิเมอ Non-isothermal ของผสม POSS-IPDA ถูกตรวจสอบยัง ภายใต้เงื่อนไขการปิด stoichiometric ซึ่งแตกต่างจากกลไกการเกิดปฏิกิริยาที่ไม่ผสม stoichiometric-IPDA เมอร์ที่เป็นความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในการเกิดปฏิกิริยาของเอมีนประถมศึกษาและมัธยมศึกษาในปฏิกิริยา POSS-IPDA ไม่ได้สังเกตเห็น
การศึกษาการพักผ่อนอิเล็กทริกได้รับการดำเนินการในเวลาจริงในระหว่างพอลิเมอ การกระจายตัวของอัตราการพักผ่อนที่เพิ่มขึ้นกับการเพิ่มขึ้นใน POSS และระยะเวลาของพอลิเมอจำเป็นในการเข้าถึงเวลาการพักผ่อนที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้น นอกจากนี้เวลาที่น้อยที่สุดการสูญเสียอิเล็กทริกและจุดสูงสุดที่เกิดขึ้นเพิ่มขึ้นกับ POSS แต่เมื่อมีเพียง POSS เป็นปฏิกิริยากับเอมีน, ยอดผ่อนคลายไม่ได้สังเกตเห็น เพิ่มความถี่ขึ้นอยู่กับใน permittivity ระหว่างพอลิเมอพบกับ POSS เท่านั้นตัวอย่าง EDA, DETA และ HA และการเปลี่ยนแปลงที่สอดคล้องกันในการสูญเสียไม่ได้รับการตรวจพบ มันถูกนำมาประกอบกับการเพิ่มขึ้นขึ้นอยู่กับโครงสร้างในขั้วสัมผัส
แม้ว่าจะไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษาพอลิเมอ, งานทำในเอนโทรปีที่เหลือของแก้วจะถูกรวมอยู่ที่นี่ ที่จะช่วยแก้ปัญหาการทะเลาะวิวาทของเอนโทรปีที่เหลือของวัสดุเหลือบข้อมูลความร้อนเฉพาะที่นำมาจากวรรณกรรมวิเคราะห์ การเปลี่ยนแปลงในเอนโทรปีของกระจกบนทำความเย็นและเครื่องทำความร้อนเส้นทางที่ได้รับการพิจารณาและจะพบว่าขีด จำกัด บนและล่างของเอนโทรปีแตกต่างได้ไม่เกิน 2% นี้แสดงให้เห็นว่าถึงแม้ว่าเส้นทางที่ผ่านการเปลี่ยนแปลงทางอุณหพลศาสตร์แก้วเป็นกลับไม่ได้กลับไม่ได้นี้มีผลขนาดเล็ก negligibly ในการกำหนดเอนโทรปี

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ผลของขนาดนาโนเมตรซึ่งมีปฏิกิริยาโอลิโกเมอไรเซชัน silsesquioxane ( พอส ) จลนพลศาสตร์เป็นเทอร์โมเซ็ตและผ่อนคลายเป็นฉนวนได้ทำการศึกษาโดยใช้ differential scanning calorimetry ( DSC ) และอิเล็กทริก สเปกโทรสโกปี สี่เอมีน hexylamine ( ฮา ) และเอทิลีนไดอะมีน ( EDA ) , ไซยาไดอะมีน ( ipda )ีนและ triamine ( DETA ) ถูกใช้เพื่อ dgeba Crosslink อีพอกซีเรซินและหลายที่มีหมู่ฟังก์ชัน - ไกลซิดิล poss . พอลิเมอร์ที่เกิดขึ้นระหว่างรูปแบบฟรีรูปแบบเฉพาะโครงสร้างเครือข่ายในขณะที่ยังคงรักษาอัตราส่วนเท่ากัน
ปฏิกิริยากลุ่มแคโละริเมทการศึกษาอัตราส่วนเดต้าและตัวอย่าง ipda ขับร้องโดยลาดความร้อนพบว่ากิริยาจลนศาสตร์เพิ่มขึ้นกับเนื้อหาจากต่ำ แต่ค่อยๆลดลงเมื่อเพิ่มอีก และจากเพียงผสมปฏิกิริยาช้าที่สุด รูปแบบเดียวกันของการเปลี่ยนแปลงในอัตราของปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันพอลิเมอไรเซชัน สังเกตได้จากอุณหภูมิของเดต้าผสมผลลัพธ์ที่ได้ตีความตามการเปลี่ยนแปลงความหนืด และสัมประสิทธิ์การแพร่กระจายไปตามสโต Einstein และ smoluchowski สมการ นอกจากนี้ กระบวนการคำนวณอัตราส่วนของเดต้าและตัวอย่างใหม่พบว่าขอบเขตของปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นจากที่ระบุว่ามันอาจจะง่ายต่อการสร้างเครื่องเทอร์โมเซต ด้วยยอดเงินที่สูงที่สูงของ poss .
ไม่คงที่แบบผสม poss-ipda ศึกษาภายใต้ปิดเงื่อนไขอัตราส่วน . ซึ่งแตกต่างจากกลไกของปฏิกิริยาที่ไม่ dgeba-ipda อัตราส่วนผสม มีความแตกต่างกันในการเกิดปฏิกิริยาของเอมีนปฐมภูมิและทุติยภูมิใน poss-ipda ปฏิกิริยาไม่ได้สังเกต ศึกษา มีการปฏิบัติการ
ผ่อนคลายในเวลาจริงในระหว่างการพอลิเมอไรเซชันการกระจายของอัตราการผ่อนคลายเพิ่มขึ้นตามรูปแบบและระยะเวลาของการเกิดต้องติดต่อเฉพาะเวลาผ่อนคลายเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ เวลาที่สูญเสียน้อยที่สุด และยอดการเกิดเพิ่มขึ้นจาก อย่างไรก็ตาม , เมื่อรูปแบบคือปฏิกิริยากับเอมีน , a-relaxation สูงสุดไม่ได้สังเกตความถี่ที่เพิ่มขึ้นในแบบที่ป้อนตัวแปรสังเกตกับ poss เท่านั้น EDA เดต้า และตัวอย่าง , ฮา , และการเปลี่ยนแปลงที่สอดคล้องกันในการสูญเสียที่ไม่ได้ตรวจพบ มันเกิดจากโครงสร้างขึ้นอยู่กับเพิ่มโพลาไรเซชัน ( .
แม้ว่าจะไม่ได้เกี่ยวข้องกับกระบวนการเรียน งานที่ทำในเลือดตกค้างของแว่นตาจะรวมอยู่ที่นี่เพื่อช่วยแก้ปัญหาความขัดแย้งของเอนโทรปีส่วนที่เหลือของวัสดุกลาส เฉพาะความร้อนข้อมูลมาจากวรรณกรรมวิเคราะห์ การเปลี่ยนแปลงเอนโทรปีของแก้วที่เย็นและความร้อนถูกกำหนดเส้นทาง และพบว่าบนและล่างของเอนโทรปีแตกต่างจากวงเงินไม่เกิน 2 %พบว่า แม้ว่าทางเส้นทางผ่านกระจกเปลี่ยนเป็นสนับสนุน ต่อ นี้ มี ผล negligibly ขนาดเล็กในการกําหนดค่า .