Cómo: Crear un modelo cinético con control de difusión
Curado de resina epoxi con control de difusión
Parte 2. Cómo: Crear un Modelo Cinético con Control de Difusión para el Curado (Curado DSC con Control de Difusión)
Introducción
Si la transición vítrea aparece durante la reticulación de un termoestable, entonces la reacción se separa en dos dominios dominados por mecanismos diferentes: La parte que tiene lugar muy por encima de la transición vítrea depende de la reacción química y puede describirse mediante la relación de Arrhenius. En la parte situada por debajo de la transición vítrea, los mecanismos controlados por difusión dominan el comportamiento de la reacción. Por lo tanto, la velocidad de reacción en torno a la transición vítrea está influida por ambos procesos.
Por eso el Modelo cinéticoEl modelo cinético es el término general que contiene el esquema (estructura) de los pasos individuales de reacción en la reacción química multipaso, los tipos de reacción y los parámetros cinéticos de estos pasos.modelo cinético tiene que ser ampliado por los algoritmos especiales de control de difusión para tener en cuenta el cambio del comportamiento del material.
En este "How To:", se crearán dos modelos cinéticos de un solo paso para datos DSC:
- modelo cinético preliminar sin control de difusión
- modelo cinético final con control parcial de difusión.
En este sistema el mecanismo cinético cambia cuando la temperatura de la muestra cruza la temperatura de transición vítrea.
Empezaremos cargando un proyecto de datos de muestra incluido en Kinetics Neo, luego crearemos un modelo cinético preliminar, luego añadiremos el mecanismo de control de difusión para tener el modelo final.
Datos de muestra:
- Tipo de datos: Curado DSC (Calorimetría Diferencial de Barrido con Control de Difusión)
- Archivo de proyecto: DSC_Diff_Control_Epoxy_Data.kinx2
Cargar el proyecto de datos de muestra
1.inicie el software Kinetics Neo.
Haz clic en la pestaña azul"Archivo" para abrir el menú de la aplicación.
2. Abra el proyecto "Sample Data DSC Curing".
Haga clic en"Abrir" en el menú de la izquierda y seleccione"Muestras". El directorio de muestras Kinetics Neo se abrirá en el Explorador de Windows.
Seleccione el directorio"DSC_Diff_Control_Epoxy".
3. Abra el archivo de proyecto Kinetics Neo "DSC_Diff_Control_Epoxy_Data.kinx2" .
4. En el panel de árbol seleccione Datos de transición vítrea y compruebe si los datos de transición vítrea están presentes y se crea el ajuste.
Crear un modelo preliminar de tipo Cn sin control de difusión
5. En el panel de árbol izquierdo, seleccione Basado en modelo-Añadir nuevo y seleccione el tipo de reacción Cn.
6. Escriba Cn en Descripción y seleccione Optimizar en la casilla Paso
7. Cambia a Conversión para ver, donde este modelo todavía no está bien
8. Cambia a Señal-Relativa para ver, donde este modelo todavía no está bien
Crear modelo final de tipo Cn con control de difusión
9. Cree la copia del modelo anterior: Seleccione el modelo en el panel de árbol y haga clic en el símbolo Más +
10. Para el segundo modelo cambie la Descripción a Cn diff igual que arriba
11. Cambie a Conversión y marque la casilla Control de difusión. Tres parámetros adicionales aparecen en la lista de parámetros para este paso de reacción. Los valores por defecto para estos parámetros adicionales no suelen estar muy lejos de los parámetros óptimos.
Estos parámetros K, C1 y C2 son los parámetros de las ecuaciones WLF (Williams-Landel-Ferry), que se utiliza para el cálculo del coeficiente de difusión cerca de la temperatura de transición vítrea.
12. Cambie a Señal y seleccione Optimizar en el cuadro Paso
13. Cambia a Conversión para ver si encaja bien
14. Cambia a Señal-Relativa para ver la calidad del ajuste
Conclusión
El curado de la resina epoxi que contiene el cruce de la temperatura vítrea y la temperatura de la muestra, puede describirse mediante el modelo cinético con control de difusión. La difusión cerca de la temperatura de transición vítrea se describe mediante la ecuación WLF (Williams-Landel-Ferry).