使用离型膜和真空袋制造

在制造领域，剥离膜抑制模塑部件从附着到工具，并且真空袋允许通过真空辅助树脂转移模塑（Vartm）方法中的大气压压缩复合材料。

通常，介电传感器必须与被测材料直接接触（mut）。但是，释放膜和真空袋抑制了接触并姿势困难电介质治疗监测（DEA）过程。

理想的设计传感器，如1“单电极¹可重复使用的传感器，能够通过薄膜量化固化状态，并促进DEA在更广泛的应用中使用。

定义

本文说明并讨论了数据日志（离子粘度）和倾斜日志（离子粘度），指定固化状态。该图表明了特征特征，如选择的固化结束，最小离子粘度和最大斜率的时间日志（离子粘度）.简明扼要，日志（离子粘度)记为日志（IV.）和倾斜日志（离子粘度)将被称为坡．

依赖于频率（σ._交流）和频率无关（σ._DC.）组件包括在电导率（σ.）.在振荡电场下，σ._DC.移动离子流动时出现σ._交流静止偶极旋转时出现。这两个响应的行为与电气元件平行相似并且如下所示组合在一起：

σ.＝σ.DC.+σ.交流

（欧姆−1-厘米−1）

（eq.1）

电阻率（ρ），这是导电性的倒数，表示为：

ρ= 1 /σ.

（欧姆厘米）

（eq。2）

由于电阻率与电导率有关，因此它也具有频率依赖（ρ_交流）和频率无关（ρ_DC.） 组件。交联密度或聚合的量，即固化状态的测量，对离子的运动和机械粘度的影响产生影响，从而影响ρ_DC.．因此，这个术语离子粘度（IV.）创建以突出之间的联系ρ_DC.和机械粘度。以下等式定义IV.：

IV.＝ρDC.

（欧姆厘米）

（eq。3）

离子粘度的确切定义是频率无关电阻率，ρ_DC.．然而，为了易于使用，还可以使用离子粘度来解释一般的电阻率，包括频率独立（ρ_DC.）和函数依赖（ρ_交流） 组件。但必须注意，机械粘度和固化状态与频率无关电阻率更大，ρ_DC.，这是实际的离子粘度。

通过直接接触进行AC治疗监控

图1示出了1“单电极传感器安装在模具或压力机中的方式。

图1。1″压板上的单电极传感器。图片来源:Lambient Technologies。

为了确保正常工作，单电极传感器周围的工装必须接地。这是必要的连接这个地面到仪器的底盘，如图2所示，以创建一个封闭的电路的传感电流。如果使用上压板或模具，它也必须接地。

图2。正确接地单电极传感器的模板或模具。图片来源:Lambient Technologies。

在不使用剥离膜或真空袋的应用中，树脂在加热和压缩时流动，并与传感器直接接触。图3中示出了该树脂传感器系统的电模型。

图3。与传感器直接接触的树脂电气模型。图片来源:Lambient Technologies。

图4描绘了在130℃的温度下固化散装成型化合物（BMC）的同时描述离子粘度。虽然BMC与1“单电极传感器直接接触，但是LT-451介电​​固化监测器²使用100 Hz激发进行测量。响应类似于热固性度的特征行为。

随着温度的增加，树脂的机械粘度下降，以及其离子粘度的降低。然后，该材料保持在最小离子和机械粘度，直到固化反应变得显着，并且两个值增加。

图4。BMC直接接触1“单电极传感器，100 Hz AC测量。图片来源:Lambient Technologies。

在凝胶化过程中，机械粘度迅速增加，直到无法测量为止。一旦凝胶化结束，离子粘度偏离机械粘度，通常与模量相关，直到固化结束。由于凝胶是一个机械事件，而不是一个电学事件，凝胶点不代表任何介电特性。相反，即使在凝胶化后，离子粘度也会持续增加，因此可以持续测量材料状态，直到固化结束。

当反应停止时，离子粘度曲线变平，其斜率达到零。实际上，Cure的结束是用户定义的斜率，这些斜率取决于应用程序要求。

用释放片监测AC固化

电介质传感器在带有离型膜的模具中如图5所示。在关闭模具时，施加的压力确保释放膜和传感器之间以及复合材料和释放膜之间有密切的接触。

图5。具有剥离膜和介电传感器的模具的横截面。图片来源:Lambient Technologies。

图6示出了介电传感器，该介电传感器布置成在真空袋内执行材料的固化监测。一旦拉动真空，袋子就与复合材料紧密接触，从而能够实现电介质测量。

图6。带真空袋和介电传感器的铺层截面。图片来源:Lambient Technologies。

如图7所示，这些构造的这些配置的横截面示出了图7中，描绘了传感器的电极的电场如何通过绝缘层进入复合材料，在模具中。

图7。与绝缘层的横截面，显示电场。图片来源:Lambient Technologies。

复合绝缘体传感器系统的电模型如图8所示。一对电容器由绝缘体串联串联突变和电极之间。这些电容器用作边界层，尚未包含在图3所示模型中的附加元件。由于电容器仅传送AC信号，不能采用DC方法来执行固化监测。

图8。带绝缘层的传感器上树脂的电气模型。图片来源:Lambient Technologies。

当MUT表现出高电导率时，通常在最小粘度条件下，边界层的存在可能导致离子粘度测量的失真。为了减少边界层效应，绝缘膜的厚度必须小于电极之间的距离。^3,4,5.

用HTF-621覆盖的1“单电极传感器，由Northern复合材料提供的基于PTFE的剥离膜，如图9所示。HTF-621层的厚度仅为0.001”，并且它是非导电和化学的惰性。

图9。1“用HTF-621释放膜压板的单电极传感器。图片来源:Lambient Technologies。

在130℃的BMC固化期间存在和不存在脱模膜的离子粘度已经在图10中进行了比较。除了在最小离子粘度条件下，曲线在很大程度上类似，当存在变形时在通过边界层效应引起的剥离膜的测量中。在几个情况下，可以在数学上校正这种失真，并且可以恢复与固化相关的信息。

图10。用与不用离型膜的BMC固化比较，100hz交流测量。图片来源:Lambient Technologies。

图11说明了边界层校正的方式 - 也称为电极极化（EP）校正 - 恢复受影响的数据。在EP校正之后，在释放膜的存在下测量的离子粘度与在不存在释放膜的离子粘度时良好的一致性。曲线之间的轻微变化主要由测试期间的温度差异引起。

图11。比较原始离子粘度和离子粘度与EP(边界层)校正。图片来源:Lambient Technologies。

在图12和13中示出了在存在和不存在的传感器中检测到的临界点之间的对应关系。

图12。有和没有释放膜的离子粘度比较，100hz交流测量。图片来源:Lambient Technologies。

图13。坡度与释放膜的比较，100 Hz AC测量。图片来源:Lambient Technologies。

CP（4）的斜率是任意选择的，以表示固化结束的测定。在实践中，用户基于应用要求选择斜率。由于通过剥离膜的AC测量与固化状态相关，因此可以看出，适当的斜率允许可靠地检测固化的固化端。

直流治疗释放膜监测

尽管离子粘度或电阻的直流测量是一种用于检测固化状态的简单技术，但它具有以下缺点：

• 它无法通过非导电释放膜或真空袋测量固化状态
• 在最小粘度条件期间，由电极极化引起的数据的可能变形

常规的高温释放膜由PTFE或其他类似的非导电材料制成。欧洲杯足球竞彩因此，它们用作图8的电容阻塞层并阻止DC信号的通过。

尽管某些低级剥离膜是导电的，但电导率随温度的增加，并且可能与一批到另一个批次不相同。可以通过这种薄膜进行DC测量，但结果结合了MUT和薄膜以不可预测的方式的电阻率。此外，数据依赖于温度，不可靠，因此无用。

提供的直流测量选项LT-451介电​​固化监测器与单电极传感器一起使用，以监测BMC的130℃固化。没有任何剥离膜的DC结果，具有导电释放膜，并且在图14中已经比较了未导电的HTF-621释放膜。作为参考点，在没有释放膜的情况下，来自100-Hz AC测量的数据也被绘制了。

图14。比较交流和直流离子粘度的测量。图片来源:Lambient Technologies。

在没有释放膜的情况下，交流电和直流电的测量结果在固化结束时是相似的。但在最小离子粘度条件下，没有任何离型膜的直流测量结果由于电极极化而出现失真。虽然这种失真可以用交流数据纠正(见图11)，直流数据不能纠正。

如图所示，可以通过导电释放膜进行DC测量，但它仍然取决于电极偏振引起的变形。释放膜的导电性朝向固化结束并且抑制了治疗状态的有用探测。

如在这些条件下测量极限的非常高，通常恒定的离子粘度所示，通过不导电的HTF-621释放膜并不完全执行DC测量。

使用适当的传感器，通过剥离膜或真空袋进行的AC测量可以跟随固化，并提供与与MUT直接接触的传感器相同的信息。当材料高导电时，离子粘度数据在最小粘度条件下被绝缘层变形。然而，在几个情况下，这种失真可以通过软件在数学上校正。但通过释放膜的直流测量不可行，这是一个主要的缺点DC治疗监测技术．

热固性固化期间的关键点

当单体反应形成聚合物链时，发生热固性的固化，并且最终是网络。通常，反应是放热 - 产生热 - 并且可以通过烘箱的热量进一步触发或压力。绘图日志（离子粘度）描述治疗方式如何进步的简单方法。在温度下具有单个斜坡和保持步骤的传统热固性的行为在图15中示出。

图15。热斜坡期间热固性固化的典型离子粘度行为。图片来源:Lambient Technologies。

最初，随着温度的升高，材料熔化或软化，导致机械粘度的降低。此外，可移动离子对运动的阻力更小，离子粘度也降低。在这一点上，反应仍然是渐进的。

随着材料变动更热，固化速率增加。在某些时候，加速反应开始占主导地位;机械粘度达到最小值，后者材料变得更加粘稠。电，由聚合引起的离子粘度增加克服了通过较高温度带来的离子粘度降低。最初，离子粘度达到最小值，然后由于链延伸而增加，这引起了离子流动越来越高的屏障。

一旦离子粘度达到最小点，它就会连续增加，直到未反应的单体的浓度下降和反应速率降低。结果，当固化完全停止时，离子粘度斜率也降低并最终达到零。

图16。热坡道热固性固化离子粘度曲线和离子粘度的斜率。图片来源:Lambient Technologies。

图16示出了定义介电固化曲线的四个关键点：

• CP（1） - 用户定义的级别日志（IV.）确定材料流的开始。
• CP(2) -最小离子粘度，它与最小机械粘度非常匹配，说明当增加粘度和聚合开始支配材料的行为。
• CP(3) -最大斜率，它决定了最大反应速率时间，经常被用作与凝胶有关的指示剂。CP(3)高度是反应速率的相对度量。
• CP（4） - 可以确定固化结束的用户定义的斜率。降低斜率与反应速率降低的匹配。

在图15和16中示出了在温度逐渐增加到保持值的固化热固性的特征行为。图17显示当MUT通常是等温时响应略有不同。

图17。等温加工期间热固性固化离子粘度曲线及离子粘度的斜率。图片来源:Lambient Technologies。

在这种情况下，当材料流动并与传感器接触时，CP（1）是毫无意义的或出现。由于固化立即开始，因此在T = 0中也观察到最小离子粘度。在等温固化的情况下，CP（3）和CP（4）理论上与斜坡和保持条件相同。

参考

1. 1″单电极传感器，由Lambient Technologies, Cambridge, MA USA制造。https://lambient.com.
2. LT-451介电​​固化监控器，由兰兹技术，剑桥，MA USA制造
3. 天，D.R。刘易斯，j;Lee，H.L.和Senturia，S.D。“，”边界层电容在粘合剂中介电固化数据解释中的封闭电极的作用“粘附性杂志，v18，p.73（1985）
4. 兰兹技术应用笔记AN2.16，“电极极化和边界层效应”
5. 兰兹技术应用笔记AN2.40，“具有AC和DC固化监测的电极极化和边界层效果”

此信息已采购，审查和调整兰兹技术提供的材料。欧洲杯足球竞彩

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