Curing Basics

So lesen Sie die Tabellen

Typ H-Equivalent* Viskosität 25 ¡C in mPa · s Aminzahl [mg KOH/g] Farbzahl Gardner Mittlere Topfzeit** Anwendung und Eigenschaften
Typ Equivalent g/EQ Viskosität 25 ¡C in mPa · s Epoxidwert Farbzahl Gardner Dichte g/cm³ Anwendung und Eigenschaften

Berechnung der Härtermengen für Epoxidharze und Epoxidhärtern
(Berechnung der stöchometrischen Vernetzung von Epoxidharzen und Epoxidhärtern)

Für die Berechnung der für die Härtung erforderlichen Härtermengen sind folgende Begriffe von Bedeutung:


Epoxidzahl oder EpoxidwertDie Epoxidzahl gibt an, wieviel Mol Epoxidgruppen in 100 g Harz enthalten sind.
Epoxid-EquivalentgewichtDas Epoxid-Equivalentgewicht gibt die Harzmenge in Gramm an, in der 1 Mol Epoxidgruppen enthalten sind.
H-aktiv EquivalentgewichtDas H-Equivalentgewicht gibt die Härtermenge in Gramm an, die 1 Mol Wasserstoff enthält.


1 Mol Epoxidgruppen oder 1 Epoxidequivalent benötigen zur vollständigen Durchhärtung 1 H-aktiv Equivalent. Hieraus ergeben sich die folgenden einfachen Berechnungen am Beispiel eines Epoxidharzes mit einer Epoxidzahl (Epoxidwert) von 0,52 und Diethylentriamin als Härter mit einem H-aktiv Equivalent von 21.

Epoxidzahl (Epoxidwert) x H-aktiv Equivalent = Gramm Härter pro 100 Gramm Harzmenge

Beispiel:        0,52 x 21 = 11g   
                       Auf 100 Gramm Harz werden 11 Gramm Härter benötigt!
oder

                       Epoxidzahl (Epoxidwert) x Mol-Gewicht / Anzahl aktive H pro Mol Härter
    
                       0,52 x 103 / 5 = 11g

Auf 100 Gramm Harz werden also 11 Gramm Härter benötigt!



Epoxidharze und Spezialitäten


Als Epoxidharze werden flüssige oder schmelzbare Verbindungen mit mehr als einer Epoxidgruppe im Molekül bezeichnet, die mittels einer Vernetzungs­reaktion in den duroplastischen Zustand übergeführt werden können. Die Epoxidgruppen können in Form von Glycidäther- oder Glycidester-Gruppen vorhanden sein, oder sich in einem cycloaliphatischen Kern oder einer aliphatischen Kette befinden. Die Herstellungsverfahren sind von der Stellung der Epoxidgruppe im Molekül abhängig, und man unterscheidet heute im kommerziellen Maßstab zwischen der Umsetzung von aliphatischen oder
aromatischen Hydroxylgruppen enthaltenden Verbindungen mit Epichlorhydrin und nachfolgender Dehydrochlorierung mittels Alkali oder der direkten Epoxidation von olefinischen Verbindungen. Weltweit die größte Bedeutung besitzen auch heute noch aufgrund ihrer universellen Eigenschaften Polyglycidäther auf Basis von Bisphenol A (Diphenylolpropan) und Epichlorhydrin.


Aus der Formelgleichung ist ersichtlich, dass durch Variation des molaren Verhältnisses von Bisphenol zu Epi­chlorhydrin kurz- oder längerkettige Moleküle, d.h. flüssige, halbfeste oder feste Epoxidharze, entstehen.

Härtungsmechanismus mit Polyaminen


Primäre Aminogruppen lagern sich durch eine Poly­additionsreaktion an Epoxidgruppen an und bilden in einer ersten Stufe ein sekundäres Amin und eine sekundäre Hydroxylgruppe. Die so gebildete sekundäre Aminogruppe reagiert mit einer weiteren Epoxidgruppe unter Bildung einer tertiären Aminogruppe und einer weiteren sekundären Hydroxylgruppe. Beide Reaktio­nen laufen nebeneinander ab, wobei die Reaktions­geschwindigkeit der primären Aminogruppe etwa doppelt so groß wie die der sekundären Aminogruppe ist.