Curado Resinas Poliester

Reacción de Curado.
La reacción de curado es crucial en la utilización del material termoestable. Es importante conocer perfectamente la naturaleza de la misma. El curado de termoestables es complejo e incluye varias etapas. Como se ilustra en la siguiente figura, la química del proceso de curado empieza con la formación y el crecimiento lineal de las cadenas que pronto empiezan a ramificarse yposteriormente a entrecruzarse. A medida que la reacción avanza el peso molecular aumenta rápidamente y varias cadenas se unen en un retículo de peso molecular infinito.
Representación en dos dimensiones del curado de un termoestable. (a) Monómeros. (b) Crecimiento lineal y ramificación por debajo del punto de gel. (c) Formación de un gel, reticulación incompleta. (d) Termoestable, curado total.La transformación, que ocurre rápidamente y de forma irreversible, en la que el material pasa desde un estado de líquido viscoso hasta un estado de gel elástico, que marca el inicio de la aparición del retículo, suele llamarse punto de gel.
La gelificación es característica de los termoestables y tiene una gran importancia en el procesado. El punto de gel es crítico en lamanipulación de los materiales termoestables, ya que a partir de este estado el material deja de fluir y no puede ser procesado. El fenómeno de la gelificación ocurre en una etapa determinada del proceso reactivo y varía con la reactividad de la resina, el inhibidor, el catalizador y la temperatura de curado.
Después de la gelificación, la reacción continúa hasta la formación de un retículo infinito, con unaumento sustancial de la densidad de entrecruzamiento, de la temperatura de transición vítrea y de las propiedades físicas últimas alcanzadas.
Otro fenómeno distinto de la gelificación y que puede ocurrir durante el curado es la vitrificación de las cadenas que están creciendo o del retículo. Esta transformación, desde un estado de líquido viscoso o de gel elástico a un estado vítreo, empieza aocurrir cuando la temperatura de transición vítrea de las cadenas crecientes o del retículo coincide con la temperatura de curado. A partir de aquí, el curado es extremadamente lento y, a efectos prácticos, la vitrificación supone una parada brusca del curado. La vitrificación es un fenómeno reversible y el curado puede ser completado por calentamiento, desvitrificándose el termoestableparcialmente curado. La vitrificación puede ser una de las causas del paso de control químico a control por difusión y puede ser observada por una disminución importante de la velocidad de reacción.
En la siguiente figura se muestra el diagrama tiempo-temperatura-transformación (TTT), donde se ilustran los fenómenos comentados. El diagrama inicialmente fue construido a partir de medidas con TBA (TorsionalBraid Analysis) y DMA (Análisis Dinámico Mecánico) y en él se muestran las temperaturas de curado en función de los tiempos de gelificación y de vitrificación. Con este diagrama se pueden entender fácilmente cuales son las etapas del curado de materiales termoestables. Lógicamente, el diagrama TTT es un diagrama de no-equilibrio, al depender las transformaciones del tiempo. Antes de lagelificación, el material es fusible y soluble. Después de esta etapa, aparecen dos fases: sol(soluble) y gel(insoluble). A medida que la reacción avanza, la cantidad de gel aumenta a expensas de la fase sol, que disminuye.
En el diagrama se muestran las distintas regiones que corresponden a los diferentes estados de la materia por los que pasa el material durante el curado: líquido, sol/gel elastomérico,gel elastomérico, sol/gel vitreo, gel vitreo, sol vitreo y resina carbonizada. Hay tres temperaturas críticas en el diagrama. Tg0, es la temperatura de transición vitrea del material sin curar, temperatura por debajo de la cual el material no reacciona y la resina puede almacenarse. Tggel es la temperatura a la que la gelificación y vitrificación conciden. Tg∞ es la máxima temperatura de...