quimica

THE

Journal of
Materials
Education
Journal of Materials Education
Universidad Autónoma del Estado de México
MÉXICO
vsm@uaemex.mx
University of North Texas
U.S.A
jaclum@facstaff.wisc.edu
ISSN: 0738-7989

2000
Witold Brostow / Bryan Bilyeu / Kevin P. Menard
COMPUESTOS EPÓXICOS TERMOESTABLES Y SUS APLICACIONES. II. ANÁLISIS TÉRMICO
Journal of Materials Education, año/vol. 22,número 004-006
Universidad Autónoma del Estado de México
Toluca, México
University of North Texas
Denton, U.S.
pp. 109-131

Journal of Materials Education, Edición en Español Vol. 22 (4-6) 109-131

COMPUESTOS EPÓXICOS TERMOESTABLES Y SUS APLICACIONES.
II .ANÁLISIS TÉRMICO
Bryan Bilyeu1, Witold Brostow1 and Kevin P. Menard2
1
2

Department of Materials Science, University of North Texas,TX 76205-5310, USA
Perkin-Elmer LLC, 50 Danbury Road, Wilton, CT 06897, USA

RESUMEN
Ya que el proceso de curado de un epóxico termoestable es activado térmicamente y es dependiente
de la temperatura, el análisis térmico es el método más común de monitorear tal proceso. Además,
muchas propiedades que comúnmente dependen de la temperatura, como la capacidad del calor y
los módulos(coeficientes), cambian con el grado de curado o la extensión del reticulado. Se
reexaminan las técnicas más comunes del análisis térmico que son aplicables al estudio del curado
termoestable, específicamente la calorimetría de barrido diferencial (DSC y TMDSC), los análisis
termomecánicos y mecano-dinámicos (TMA y DMA), la despolarización térmicamente estimulada
(TSD) y el análisis termogravimétrico(TGA).
Palabras Clave: Compuestos epóxicos termoestables, análisis térmico.

INTRODUCCIÓN
Las estructuras básicas y las propiedades
únicas de los epóxicos se discutieron en el
ensayo anterior,1 así que ahora se discuten las
técnicas que caracterizan a los cambios de
propiedades de un epóxico durante su curado.
En el sentido más fundamental, el análisis
térmico es el estudio del estado ocambios de
estado de un material en términos de la
temperatura. Desde que se cocieron las
primeras piezas cerámicas y los ladrillos, desde
que se cocinó la primera hogaza de pan ha
existido una comprensión cualitativa de los
cambios de las propiedades de los materiales
debidos a la temperatura; habiéndose plasmado
la evidencia pictográfica en numerosos
labrados y dibujos incluyendo entreestos las
bien preservadas excavaciones2 egipcias que
muestran una balanza y el fuego. Por otro lado,
el análisis termal cuantitativo tradicionalmente

ha requerido de cantidades medibles. La
primera y más importante de éstas fue la
termometría; introducida en Florencia en el
siglo XVII.3 Con la temperatura, las
propiedades como la capacidad de calor
evidenciaron en turno las propiedadesintrínsecas de los materiales. El análisis
térmico diferencial (DTA) se introdujo a fines
de 1800 por Le Chatelier;4 en 1903 Nernst5
introdujo el termobalance y luego rápidamente
surgieron otras técnicas, al igual que mejoras a
las ya existentes.6
La Confederación Internacional de Análisis
Térmicos y Calorimetría (ICTAC) definió el
análisis termal como “un grupo de técnicas en
las cualesuna propiedad de la muestra se
monitorea versus el tiempo o la temperatura,
mientras que la temperatura de dicha muestra
(a una presión específica) se programa.7 Esta
definición fue adoptada por la Asociación
Internacional de Química Pura y Aplicada

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Bilyeu, Brostow y Menard

(IUPAC) y la Sociedad Americana de Pruebas
y Materiales (ASTM).8
CALOR DE REACCIÓN
Debido a la elevadaenergía potencial
contenida en el anillo tensado de los grupos
epóxidos de las resinas sin curar, existe una
gran diferencia de la función Gibbs asociada a
la reacción de la apertura de los anillos. Ya que
el cambio del coeficiente Gibbs ∆G está
expresado tanto en la forma de contribuciones
∆H entálpicas y entrópicas ∆S, la reacción es
llamada exergénica.9 A pesar de que los
cambios...