Abstract
環氧樹脂硬化為高放熱反應，加上其熱傳係數相當小，導致內部蓄積大量的反應熱，形成溫度梯度及反應速率不一致的情形，本研究從化學反應、能量及質量守恆關係，建立數學模式，模擬不同樹脂初溫、不同壁溫及尺寸大小對不同形狀模造中樹脂溫度及轉化率隨位置、時間變化的情形。樹脂反應機構相當複雜，簡單的N 次反應方程式恐怕無法描述其實際情形，故本研究中採用自身催化反應方程式來探討反應動力學。DGEBA╱MPDA 利用DSC 在恆溫狀況下進行熱分析，求得自身催化反應動力學參數為Ｋ1 ＝２４６．５ＥＸＰ（－９４００．２８╱ＲＴ）（１╱Ｓ），Ｋ2 ＝１４５１４８．４ＥＸＰ（－１４７２０．４１╱ＲＴ）（１╱Ｓ），ｍ＝０．５７０５及ｎ＝１．４３１２５。模擬的結果顯示，壁溫對模造加工行為有很大的效應。系統內部可達的最大溫度（Ｔmax ）先隨尺寸增加而上升，達最高峰後，隨尺寸繼續增加而下降。系統內部可達的最大溫度高於絕熱溫度。長度╱直徑比值愈小，則二維熱傳方向愈顯著。內部溫度差最高達１１８℃，導致對流現象。反應速率不一致，產生網狀交聯結構不相同。實驗證明此數學模式適合預測反應模造中溫度及轉化率變化情形。