Impulse viscoelasticity: a new method to study polymerization of thermosets

Abstract

The technique of Impulse Viscoelasticity, in combination with incremental linear elasticity, is presented for monitoring the mechanical and rheological changes which occur during the solidification process. The technique is specifically applied to the curing of an epoxy resin. For such a system, the properties which can be measured as a function of the cure history are gelation time and temperature, equilibrium tensile modulus, cure stress and shrinkage, steady state elongational viscosity, mean relaxation time, thermal expansion coefficient, glass transition temperature and dynamic mechanical properties.

Résumé

On présente une technique basée sur la visco-élasticité sous impulsion qui, en combinaison avec l’élasticité linéaire incrémentielle, permet de surveiller les changements mécaniques et rhéologiques qui surviennent lors d’un processus de solidification. On applique en particulier cette technique à la cuisson d’une résine epoxy. Pour un tel système, diverses propriétés peuvent être mesurées en fonction du progrés de la polymérisation: durée et température de gélification, module de traction à l’équilbre, contraintes et bridages associés à la polymérisation, viscosité de l’allongement en conditions stationaires, temps moyen de relaxation, coefficient de dilatation thermi- que, température de transition à l’état vitreux et propriétés mécaniques en conditions dynamiques.