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Molecular modelling of epoxy resin crosslinking experimentally validated by near-infrared spectroscopy

  • Reliable simulation of polymers on an atomistic length scale requires a realistic representation of the cured material. A molecular modelling method for the curing of epoxy systems is presented, which is developed with respect to efficiency while maintaining a well equilibrated system. The main criterion for bond formation is the distance between reactive groups and no specific reaction probability is prescribed. The molecular modelling is studied for three different mixing ratios with respect to the curing evolution of reactive Groups and the final curing stage. For the first time, the evolution of reactive groups during the curing process predicted by the molecular modelling is validated with near-infrared spectroscopy data, showing a good agreement between simulation results and experimental measurements. With the proposed method, deeper insights into the curing mechanism of epoxy systems can be gained and it allows us to provide reliable input data for molecular DynamicsReliable simulation of polymers on an atomistic length scale requires a realistic representation of the cured material. A molecular modelling method for the curing of epoxy systems is presented, which is developed with respect to efficiency while maintaining a well equilibrated system. The main criterion for bond formation is the distance between reactive groups and no specific reaction probability is prescribed. The molecular modelling is studied for three different mixing ratios with respect to the curing evolution of reactive Groups and the final curing stage. For the first time, the evolution of reactive groups during the curing process predicted by the molecular modelling is validated with near-infrared spectroscopy data, showing a good agreement between simulation results and experimental measurements. With the proposed method, deeper insights into the curing mechanism of epoxy systems can be gained and it allows us to provide reliable input data for molecular Dynamics simulations of material properties.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:R. Unger, Ulrike BraunORCiD, J. Fankhänel, B. Daum, B. Arash, R. Rolfes
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Computational Materials Science
Jahr der Erstveröffentlichung:2019
Organisationseinheit der BAM:6 Materialchemie
6 Materialchemie / 6.6 Physik und chemische Analytik der Polymere
Verlag:Elsevier
Jahrgang/Band:161
Erste Seite:223
Letzte Seite:235
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Freie Schlagwörter:Epoxy; Modelling; NIR spectroscopy
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
Chemie und Prozesstechnik / Chemische Charakterisierung und Spurenanalytik
DOI:10.1016/j.commatsci.2019.01.054
ISSN:0927-0256
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:25.02.2019
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:04.04.2019
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