Comment créer un diagramme TTT
Diagramme temps-température-transition (temps-température-transformation) pour les polymères Le diagramme temps-température-transformation (TTT) montre la dépendance temporelle de la transformation d'un matériau à une température donnée.Diagramme temps-température-transition pour la réaction de polymérisation de l'époxy avec contrôle de la diffusion
Introduction
Dans ce "Comment faire", le diagramme Temps-Temps-Transition sera créé.
Un diagramme Temps-Temps-Transition (TTT) offre la possibilité de simuler le comportement du durcissement ainsi que l'évolution de la transition du verre dans des conditions de température isotherme.
Nous commencerons par l'exemple de projet existant pour la réaction de durcissement avec contrôle de la diffusion, puis nous créerons le diagramme Temps-Temps-Transition et nous verrons quel type de données il présente.
Exemple de données :
- Type de données : DSC Curing (Calorimétrie différentielle à balayage avec contrôle de la diffusion)
- Fichier de projet : DSC_Diff_Control_Epoxy_Analysis.kinx2
Charger le projet de données d'exemple
1. Démarrez le logiciel Kinetics Neo.
Cliquez sur l'onglet Fichier du ruban principal pour ouvrir le menu de l'application.
2. Cliquez sur Ouvrir dans le menu de gauche, puis sélectionnez Échantillons.
Le répertoire d'échantillons Kinetics Neo s'ouvre dans l'explorateur Windows.
Sélectionnez le répertoire DSC_Diff_Control_Epoxy.
3. Ouvrez le fichier projet Kinetics Neo "DSC_Diff_Control_Epoxy_Analysis.kinx2" .
Courbes d'iso-conversion
4. Changez l' axe X en Log(time) dans le côté gauche de la barre d'outils du ruban principal, puis dans le panneau de l'arbre gauche, sélectionnez Simulation -> Predictions -> Time-Temperature-Transition.
5.dans la liste Méthode/Modèle, sélectionner Modèle Cn, diff. Régler les paramètres :
- Température minimale 20°C,
- Température maximale 170°C,
- Palier de température 10°C,
- durée 5000min.
Appuyer sur Calculer.
6. Comment interpréter les prédictions pour les courbes d'iso-conversion ?
Les courbes d'iso-conversion sont les courbes ayant le même Degré de conversionLe degré de conversion α en cinétique chimique est le paramètre sans dimension dépendant du temps d'un processus cinétique tel qu'une réaction chimique ou une cristallisation, indiquant quelle partie du processus est déjà terminée.degré de conversion.
- Sélectionnez une température qui vous intéresse sur l'axe Y (par exemple, 120 °C).
- Créez une ligne horizontale imaginaire à partir de cette température vers la droite.
- Vérifiez où cette ligne imaginaire croise les courbes d'iso-conversion.
Pour une prédiction isotherme de 120°C, le processus a :
- 2% de conversion à 1,5min
- 5% à 3min
- 10% à 4.7min
- ..
- 70% à presque 20min
- 90% à ca. 150 min.
7. Sélectionnez Exporter les données dans la barre d'outils du ruban principal et enregistrez les valeurs des courbes d'iso-conversion dans le fichier texte.
Dans le fichier exporté, deux lignes sont présentes pour chaque valeur de conversion définie :
- la première ligne présente la température
- la deuxième ligne indique le temps nécessaire pour obtenir la conversion définie dans des conditions isothermes à une température donnée.
Prédiction de la température de transition vitreuse pour des conditions isothermes
8. Activez la température de transition du verre.
Dans le volet Propriétés de la prédiction TTT , activez l'option Température de transition vitreuse Tg.
Pour une meilleure présentation, affichez les données à partir de 0,1 en déplaçant le bord gauche de la barre d'outils horizontale.
9. Comment interpréter les prévisions de la température de transition vitreuse.
La courbe marquée 120°C montre le changement de la température de transition vitreuse pendant le durcissement isotherme à 120°C. Cette température de transition vitreuse passe, au cours de cette réaction isotherme, de 25°C (état non durci) à 163°C (état de durcissement presque complet).
Courbe de vitrification
10. Inscrivez 4°C pour le pas de température et activez la visibilité de la courbe T=Tg. Appuyez sur Calculer.
11. Comment interpréter la courbe de vitrification T=Tg (courbe noire) ?
Pendant la polymérisation isotherme, par exemple à 120°C(ligne horizontale rouge), la température de transition vitreuse(courbe bleu clair) passe de sa température minimale (ici 25°C) à sa température maximale (ici 165°C). Ces deux températures se croisent à 20 min et montrent le point où la température de l'échantillon est égale à la température de transition vitreuse.
La courbe de vitrification(noire) présente de tels points avec T=Tg pour les différentes conditions de durcissement isotherme.
La courbe de vitrification divise la zone du diagramme en deux parties :
- La partie gauche correspond à l'état élastique et caoutchouteux
- La partie droite est l'état vitreux.
Courbe de gélification
12.si la conversion pour le point de gélification est connue, la courbe de gélification peut être représentée. Montrons la courbe de gélification pour une valeur de conversion connue de 52%.
Inscrivez 1°C pour le pas de température et désactivez la température de transition du verre Tg.
Appuyez sur Calculer.
Pour les lignes d'isoconversion, cliquez sur None, puis sur Custom et sélectionnez une valeur de 0,52.
Conclusion
Le diagramme temps-température-transition présente le degré de durcissement du système chimique dans des conditions isothermes, ainsi que l'évolution de la température de transition vitreuse. Il montre la courbe de vitrification séparant l'état vitreux de l'état caoutchouteux.