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3. Funktionsprinzip von DSC, DMA und DEA

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Untersuchung der Reaktionskinetik <strong>von</strong><br />

10 Photopolymeren im Dentalbereich<br />

netzen resultiert in einer Verschiebung des Glasübergangs zu höheren Temperaturen<br />

<strong>und</strong> nach unvollständiger Aushärtung zeigt sich während der erneuten Messung im-<br />

mer noch ein kleiner Reaktionspeak.<br />

<strong>3.</strong>1.3 Isotherme Untersuchung <strong>von</strong> Reaktivharzen<br />

Bei der <strong>DSC</strong>-gestützten Analyse <strong>von</strong> Reaktionsharzen besteht auch die Möglichkeit<br />

der isothermen Versuchsdurchführung, z.B. bei Raumtemperatur. Hierbei bleibt die<br />

Messzellentemperatur konstant. Dennoch<br />

wird durch die freigesetzte Reaktionswärme<br />

ein differentieller Wärmestrom ∆ dQ/dt ge-<br />

messen. Dieser ergibt sich aus der Tempe-<br />

raturdifferenz ∆T die sich zwischen Proben-<br />

<strong>und</strong> Referenztiegel durch die Reaktions-<br />

wärme einstellt. Für die <strong>DSC</strong>-Messkurve<br />

wird der Wärmestrom bei der isothermen<br />

Erfassung allerdings über die Zeit aufgetra-<br />

gen (vgl. Bild <strong>3.</strong>6). Da jeder einzelne molekulare Vernetzungsvorgang die gleiche E-<br />

nergiemenge freisetzt, ist die gemessene Reaktionswärme direkt proportional zu der<br />

Anzahl der geknüpften Vernetzungspunkte. D. h., je höher der jeweilig gemessene<br />

Wärmestrom ist, desto höher ist die Vernetzungsrate, bzw. Aushärtgeschwindigkeit.<br />

Die Fläche unter der <strong>DSC</strong>-Messkurve in Bild <strong>3.</strong>6 enspricht der freigesetzten Reak-<br />

tionsenergie.<br />

<strong>3.</strong>2 Dynamisch Mechanische Analyse <strong>DMA</strong><br />

<strong>3.</strong>2.1 Gr<strong>und</strong>lagen [8], [9] <strong>und</strong> [10]<br />

Die mechanischen Eigenschaften <strong>von</strong> Kunststoffen sind in besonderem Maße <strong>von</strong><br />

Temperatur <strong>und</strong> Belastungsgeschwindigkeit abhängig. Das Werkstoffverhalten <strong>von</strong><br />

Kunststoffen variiert <strong>von</strong> nahezu elastisch <strong>und</strong> spröde weit unterhalb der Glastempe-<br />

ratur TG über viskoelastisch 1 <strong>und</strong> zäh oberhalb der Glastemperatur bis hin zu fast<br />

rein viskosem Verhalten bei hohen Temperaturen. Tatsächlich sind die Werkstoffei-<br />

1 viskoelastisch: Beschreibung eines Werkstoffverhaltens, das teils plastisch, bzw. viskos <strong>und</strong> teils<br />

elastisch ist.<br />

exo <strong>DSC</strong>/(mW/mg)<br />

0,5<br />

0,0<br />

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90<br />

-0,5<br />

-1,0<br />

-1,5<br />

-2,0<br />

time/sec<br />

Reaktionswärme Q<br />

Bild <strong>3.</strong>6:<br />

<strong>DSC</strong>-Messkurve eines Photopolymers

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