Ejemplo Borchardt And Daniels

Páginas: 16 (3790 palabras) Publicado: 2 de agosto de 2015
ESTUDIO CINÉTICO POR CALORIMETRÍA DIFERENCIAL DE
BARRIDO DE RESINAS FENÓLICAS NOVOLACAS MODIFICADAS
CON LIGNINA
Juan David Martínez, Sebastián Pavone, Jorge Velásquez, Germán Quintana, Piedad Gañán, Javier
Cruz, Universidad Pontifícia Bolivariana, Circular 1 # 70-01 Medellín – Colômbia, (5-74) 4159095 ext
118, (5-74) 411 23 72, Juan.martinez@upb.edu.co

RESUMEN
La cinética de curado de una resinafenólica tipo novolaca (RC) y de una resina fenólica novolaca
modificada con lignina con 15 % de sustitución de lignina (LPF15) se estudió por Calorimetría
Diferencial de Barrido (DSC). Se realizaron tres ciclos de calentamiento. Los parámetros cinéticos
tales como la energía de activación, (E), el factor preexponecial (k0) y el orden de reacción se
calcularon usando el método de Borchardt -Daniels. Se analizaron tanto el efecto de la lignina en el
comportamiento del curado como la cantidad del agente de curado, Hexametilentetraamina (HMTA),
en la variación de los parámetros cinéticos.
Es bien sabido que existen muchos métodos para obtener los parámetros cinéticos de la reacción de
curado, sin embargo, en esta investigación, se utilizó el método de Borchardt - Daniels debido a lascaracterísticas particulares de las resinas analizadas. De otro lado, se verificó que la lignina tiene
influencia en los procesos de reacción y, sumada al incremento del porcentaje de agente de curado,
provoca una caída en la velocidad de reacción y un aumento en la reactividad del proceso.
PALABRAS CLAVE
Resinas Fenólicas, Novolacas, Lignina, HMTA, Cinética, Método Borchardt - Daniels.
ABSTRACT
Thecuring kinetics of a novolac phenolic resin (RC) and lignin novolac phenolic resin with 15 % of
lignin substitution (LPF15) were studied by non-isothermal differential scanning calorimetry (DSC) at
10 ºC/min. In this way, were done three heating cycles. The kinetic parameters such as the activation
energy (E), the pre-exponential factor (k0) and the reaction order were calculated by using theBorchardt - Daniels method. At this point, the lignin’s effect in the curing behavior as well as the
curing agent (HMTA) variation in the whole kinetics parameters, were analyzed.
It’s well-known that there are many methods for obtaining the curing kinetics parameters, however, in
this research, we used the Borchardt - Daniels methods due to characteristics of the analyzed resins.
Besides that, it wasverified that lignin has an influence in the reaction process and that the increase of
the curing agent percentage, caused both the reaction rate and the kinetic parameters of the curing
process to drop.
KEYWORDS
Phenolic resins; Novolacs; HMTA; Lignin; DSC; Kinetics; Borchardt - Daniels method;
INTRODUCCIÓN
Las resinas fenólicas pertenecen a la gama de los polímeros termoestables como las primerascomercialmente sintetizadas a partir de sustancias simples de bajo peso molecular. Se producen a
nivel industrial hace un centenar de años y se sabe que sus propiedades finales dependen de
diversos factores tales como la relación molar del fenol y el formaldehído, el pH de la solución
reaccionante y la temperatura y tiempo en los cuales se presenta dicha transformación. Existen dos
tipos, lasnovolacas y los resoles. Las novolacas se producen bajo condiciones ácidas y en una
proporción mayor de fenol respecto al formaldehído en una razón de 1:0,8-0,75 en tanto que los

resoles se elaboran en medio básico y con exceso molar de formaldehído [1]. Debido a la estructura
molecular de las novolacas, están diseñadas para ser sintetizadas en dos etapas: formación del
prepolímero y curado pormedio de la reacción a alta temperatura con un agente que generalmente
es la hexametilentetramina [2], mientras que las tipo resol no lo requiere, simplemente curan por el
efecto del calor [3].
Debido a su estabilidad dimensional, resistencia al envejecimiento, resistencia a alta tensión y
resistencia al fuego, se ha encontrado en ellas una variedad de usos [1, 4], de los cuales se incluye el
sector...
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