Volumen II - SAM

ln k (1/s)
T ( K )
4 8 0 4 6 0 4 4 0
- 2
4 2 0 4 0 0 3 8 0
- 4
- 6
- 8
- 1 0
a )
2 .2 2 .4 2 .6
1 /T ( x 1 0 -3 K -1 )
E p o x y p u r o
E p o x y + 9 % A l
E p o x y + 1 7 % A l
b )
0 .0 0 .5
α
1 .0
Figura 2. ln k en función de a) la inversa de la temperatura y de la temperatura en los ejes inferior y superior
respectivamente y de b) el grado de conversión, para epoxy puro y compuestos epoxy. La línea a trazos en a)
representa el ajuste mediante el modelo teórico a los resultados de la muestra de epoxy puro (ver texto).
Del análisis de la Figura 2.a) es posible diferenciar en la misma distintas regiones, una región central donde
la variación del ln k en función de 1/T puede ajustarse mediante una función lineal, y regiones en los laterales
de la representación, en donde se observan desviaciones de dicha linealidad. Este comportamiento coincide
con lo reportado en la literatura para resinas epoxy [9]; específicamente los autores identificaron la presencia
de tres regiones que surgirían como consecuencia de la existencia de los puntos de gelación y de
vitrificación. En el presente trabajo, el análisis de los resultados mostrados en la Figura 2 se llevó a cabo
realizando ajustes lineales en la región central de ln k versus 1/T. De estos análisis, se obtuvieron los valores
de Ea que se reportan en la Tabla 1. Analizando los valores de las energías aparentes de activación, se
observa un incremento sostenido de este parámetro, desde ≈98 kJ/mol hasta ≈107 kJ/mol, con el incremento
de la proporción de carga en el epoxy.
Como ya se mencionó, el análisis de los resultados experimentales se llevó a cabo usando un modelo cinético
de primer orden, por lo que podemos concluir que los resultados obtenidos constituyen una primera
aproximación al problema que se desea estudiar. En tal sentido y para profundizar al análisis de los datos se
usó el modelo propuesto por Riccardi et al. [5] cuyos detalles se brindaron en la introducción de este trabajo.
A efectos de resolver la ecuaciones (3) a (9) se utilizó el programa de uso libre COPASI [10], el cual permite
obtener una solución en función del tiempo para la concentración de los monómeros, la velocidad de la
variación de la concentración y las demás variables del proceso de reacción de un polímero durante el
curado. Este programa también permite estimar los parámetros involucrados en la reacción mediante un
ajuste a los datos que se obtienen en los barridos calorimétricos. El ajuste en las tres muestras estudiadas se
efectuó usando como parámetros las energías de activación E1, E-1 y Ep, y los factores pre-exponenciales A1,
A-1 y Ap. Así es que se obtuvieron las energías de activación que se consignan en la Tabla 2.
Tabla 2. Energías de activación del proceso de curado para las muestras de epoxy puro y compuestos
Epoxy puro (kJ/mol) Epoxy+9% (kJ/mol) Epoxy+17% (kJ/mol)
E1 42.4 41.6 45
Ep 65.3 65.2 65.1
E-1 5.1 4.1 3.2
De los resultados mostrados en la Tabla 2 se puede concluir que la energía de activación Ep asociada a la
etapa de propagación permanece constante, mientras que las energías correspondientes a la etapa de
iniciación presentan variaciones cuando se agregan las partículas metálicas.
Asimismo, usando las ecuaciones del modelo cinético presentado se puede obtener el parámetro β, que es
proporcional a la forma activa del iniciador, en función de la temperatura. De esta forma, es posible calcular
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