Comment créer un modèle cinétique avec contrôle de la diffusion ?
Durcissement de la résine époxy avec contrôle de la diffusion
Partie 2. Comment créer un Modèle cinétiqueLe modèle cinétique est un terme général contenant le schéma (structure) des différentes étapes de réaction dans une réaction chimique à plusieurs étapes, les types de réaction et les paramètres cinétiques de ces étapes.modèle cinétique avec contrôle de diffusion pour le durcissement (DSC Curing with Diffusion Control)
Introduction
Si la transition vitreuse apparaît lors de la réticulation d'un thermodurcissable, la réaction est séparée en deux domaines dominés par des mécanismes différents : La partie se déroulant bien au-dessus de la transition vitreuse dépend de la réaction chimique et peut être décrite par la relation d'Arrhenius. Dans la partie située en dessous de la transition du verre, les mécanismes contrôlés par la diffusion dominent le comportement de la réaction. Par conséquent, la vitesse de réaction autour de la transition du verre est influencée par les deux processus.
C'est pourquoi le modèle cinétique doit être étendu par des algorithmes spéciaux de contrôle de la diffusion afin de prendre en compte le changement de comportement du matériau.
Dans ce "mode d'emploi", deux modèles cinétiques en une seule étape pour les données DSC seront créés :
- modèle cinétique préliminaire sans contrôle de la diffusion
- modèle cinétique final avec contrôle partiel de la diffusion.
Dans ce système, le mécanisme cinétique change lorsque la température de l'échantillon dépasse la température de transition vitreuse.
Nous commencerons par charger un projet de données d'échantillon inclus dans Kinetics Neo, nous créerons ensuite un modèle cinétique préliminaire, puis nous ajouterons le mécanisme de contrôle de la diffusion afin d'obtenir le modèle final.
Exemple de données :
- Type de données : DSC Curing (calorimétrie différentielle à balayage avec contrôle de la diffusion)
- Fichier de projet : DSC_Diff_Control_Epoxy_Data.kinx2
Charger le projet de données d'exemple
1.démarrez le logiciel Kinetics Neo.
Cliquez sur l'onglet bleu"Fichier" pour ouvrir le menu de l'application.
2. Ouvrez le projet Sample Data DSC Curing.
Cliquez sur"Open" dans le menu de gauche, puis sélectionnez"Samples". Le répertoire d'échantillons Kinetics Neo sera ouvert dans l'explorateur Windows.
Sélectionnez le répertoire"DSC_Diff_Control_Epoxy".
3. Ouvrez le fichier projet Kinetics Neo "DSC_Diff_Control_Epoxy_Data.kinx2" .
4. Dans le panneau d'arborescence, sélectionnez Glass transition Data et vérifiez si les données de transition vitreuse sont présentes et si l'ajustement est créé.
Création d'un modèle préliminaire de type Cn sans contrôle de la diffusion
5. Dans l'arborescence de gauche, sélectionnez Model based-Add new et sélectionnez le type de réaction Cn.
6. Inscrivez Cn dans la description et sélectionnez Optimiser dans la case Étape
7. Passez à la conversion pour voir où ce modèle n'est pas encore correct
8. Passez au signal relatif pour voir où ce modèle n'est pas encore satisfaisant
Créer un modèle final de type Cn avec contrôle de la diffusion
9. Créez une copie du modèle précédent : Sélectionnez le modèle dans le panneau de l'arbre et cliquez sur le symbole Plus +
10. Pour le deuxième modèle, changer la description en Cn diff de la même manière que ci-dessus
11. Passez à Conversion et cochez la case Contrôle de diffusion. Trois paramètres supplémentaires apparaissent dans la liste des paramètres pour cette étape de réaction. Les valeurs par défaut de ces paramètres supplémentaires ne sont généralement pas très éloignées des paramètres optimaux.
Ces paramètres K, C1 et C2 sont les paramètres des équations WLF (Williams-Landel-Ferry), utilisées pour le calcul du coefficient de diffusion près de la température de transition vitreuse.
12. Passez à Signal et sélectionnez Optimiser dans la case Étape
13. Passer à la conversion pour voir si l'adaptation est bonne
14. Passer à Signal-Relatif pour voir si l'ajustement est bon
Conclusion
Le durcissement de la résine époxy contenant le croisement de la température du verre et de la température de l'échantillon peut être décrit par le modèle cinétique avec contrôle de la diffusion. La diffusion à proximité de la température de transition vitreuse est décrite par l'équation WLF (Williams-Landel-Ferry).