Mis datos están incompletos. ¿Puedo analizarlos?
IMPORTANTE: esta guía se revisará en breve para reflejar cambios importantes realizados en la versión 3 .0 de Kinetics Neo.
Contenido
I. Preparar (simular) datos incompletos
III. Análisis basado en modelos
IMPORTANTE: No recomendamos analizar datos en los que la reacción medida no esté completa. Recomendamos realizar mediciones en las que tanto el principio como el final de la reacción estén bien medidos.
Sin embargo, esto no siempre es posible. Por ejemplo, para las mediciones de calentamiento del proceso de curado, la reacción de descomposición a veces comienza antes de que el curado haya terminado. He aquí un ejemplo de evaluación aproximada de datos incompletos. Los resultados cinéticos sólo están habilitados en el rango de temperatura en el que se midió la reacción.
I. Preparar (simular) datos incompletos
Se trata de un paso preliminar para obtener datos incompletos. En la vida real los datos deben obtenerse del experimento.
- En Kinetics Neo abra el ejemplo Ep_Resin_DSC_Data.kinx2:
2. En el árbol de la izquierda, en la sección Datos de origen, seleccione Archivo Ep_Res20.txt. Configurar:
- Rango de 100°C a 200°C,
- Línea de base Ninguno,
y haga clic en OK
Aquí se escribe el área de pico medida 279 J/g en el panel Propiedades después de los tipos de línea de base.
3. Repita lo mismo para el archivo Ep_Res10.txt
4. Repita lo mismo para el archivo Ep_Res05.txt
Datos para el análisis:
Ahora se preparan los datos. Cada curva contiene datos desde el inicio del curado hasta el pico principal, el pico principal propiamente dicho y la parte de la curva que sigue al pico principal.
Si los datos medidos no contienen un pico, no se pueden analizar.
II. Análisis sin modelo
Si los datos no se miden completamente, se desconoce el efecto total. Para los datos DSC, el efecto total es la entalpía del efecto térmico que se calcula como el área del pico. Si la entalpía del efecto total es desconocida entonces la conversión no puede ser calculada correctamente, y los métodos sin modelo basados en los valores de conversión definidos, no pueden ser utilizados.
Métodos de:
- Friedman
- Ozawa-Flynn-Wall
- Kissinger-Akahira-Sunose
- ASTM 1641
- método numérico
puede no utilizarsepara datos incompletos.
Sólo pueden utilizarse dos métodos sin modelo:
- ASTM E698
- ASTM E2890
porque utilizan puntos de tasa máxima y no utilizan puntos con conversión definida.
5.método ASTM E698
Seleccione ASTM E 698 en el panel izquierdo del árbol en la sección Sin modelo.
En este gráfico se muestra el punto máximo de cada medición. La energía de activación y el factor preexponencial se calculan a partir de la pendiente y la intersección de la línea recta mediante la fórmula de Ozawa. Este método sólo puede evaluar la energía de activación para el pico principal. Este método no es adecuado para las reacciones complejas con varios puntos máximos.
6.método ASTM E2890.
Seleccione ASTM E2890 en el panel izquierdo del árbol en la sección Model-Free.
En este gráfico se muestra el punto máximo de cada medición. La energía de activación y el factor preexponencial se calculan a partir de la pendiente y la intersección de la línea recta mediante el método Kissinger. Este método sólo puede evaluar la energía de activación para el pico principal. Este método no es adecuado para las reacciones complejas con varios puntos máximos.
III. Análisis basado en modelos
El análisis basado en modelos puede ser útil para las mediciones incompletas. Pero el modelo sólo funcionará en el intervalo de temperaturas en el que existan datos experimentales. Fuera de este rango las predicciones pueden ser incorrectas porque los datos experimentales no contienen información sobre ningún paso de la reacción fuera de este rango.
En el árbol de la izquierda seleccione Añadir nuevo en la sección Basado en modelos
Resultado:
7. Seleccione el tipo de reacción correcto
En el panel Propiedades seleccione Cn, enésimo orden con autocatálisis para Tipo de reacción:
9. Ajuste manualmente el valor total del efecto.
En el panel Propiedades, sección Área, busque el valor más alto. Aquí está 425.
Establezca este valor máximo para otras dos curvas. Si es necesario, compruebe Mostrar rango y fije el valor mínimo muy por debajo de -425. Aquí está fijado en -500. Haga clic en Recalcular en la sección Funcionamiento del modelo.
10. Optimizar parámetros cinéticos
En el panel Propiedades, desplácese hacia abajo y pulse Optimizar en la sección Funcionamiento del modelo.
Ahora se crea el modelo cinético para los datos medidos incompletos. Este modelo sólo puede utilizarse en el intervalo de temperaturas entre 100°C y 200°C en el que existen datos experimentales.
Este modelo utiliza los valores optimizados del área de pico. Por ejemplo, para 20K/min el área de pico optimizada según el modelo es de 395 J/g, mientras que el área de pico experimental entre 100 °C y 200 °C es de sólo 279 J/g (ver sección2). La entalpía de reposo 116 J/gno se mide en el experimento, pero se puede calculada a partir del modelo cinético.
11. Calcular la conversión para 5,10 y 20K/min a 200°C
En el árbol de la izquierda seleccione Dinámico en la sección Predicción. En el panel Propiedades establezca los parámetros para las predicciones dinámicas como en la imagen y haga clic en Calcular. Seleccione Temperatura y Conversión en la barra de herramientas.
Esta es la conversión para mediciones incompletas. Aquí Medida 20K/min contiene datos experimentales sólo hasta el 74% de conversión.