Théorie de Hoffman-Lauritzen pour la cristallisation

La théorie de Hoffman-Lauritzen dans la cinétique de cristallisation des polymères est la théorie décrivant la dépendance de la température du taux de croissance cristalline des polymères.

Cette dépendance K(T) est utilisée dans l'équation de Cristallisation selon NakamuraLa cristallisation selon Nakamura est le modèle de croissance cristalline pour la cinétique de cristallisation non isotherme pendant le refroidissement.Nakamurapour la cristallisation pendant le refroidissement.

Selon la théorie de Hoffman-Lauritzen, la croissance des cristaux dépend à la fois de la température de fusion Tm du polymère et de sa température de transition vitreuse Tg.

D'un côté, le taux de cristallisation à la température T est plus rapide pour une surfusion plus élevée ΔT=Tm-T. D'autre part, la vitesse de cristallisation est plus lente en se rapprochant de la température T∞=Tg-30, où le mouvement associé à l'écoulement de la viscose se produit.

où :

  • A est le facteur pré-exponentiel
  • U est l'énergie d'activation des sauts segmentaires dans les polymères ; ce paramètre a une valeur universelle de 6,3 kJ/mol
  • T∞ =Tg - 30 K est la température à laquelle le flux de viscose est terminé ; cette température est inférieure de 30 K à la température de transition vitreuse Tg
  • KG est le paramètre cinétique pour la nucléation
  • ∆T=Tm-T est la surfusion à partir du point de fusion d'équilibre Tm et
  • f=2T/(Tm+T) est le facteur de correction.

Cette équation n'a des valeurs positives que pour la plage de températures comprise entre T∞ et Tm. Au-dessus de la température de fusion, le matériau est à l'état liquide et il n'y a pas de cristallisation. En dessous de T∞, le matériau est à l'état vitreux, où tout mouvement visqueux est terminé et où il n'y a plus de cristallisation non plus.

Kinetics Neo

Cette théorie est utilisée dans Kinetics Neo logiciels comme cristallisationpour les pour les types de réactions de Nakamura et de Sbirrazuolli.

Référence

[1] Vyazovkin, S. ; Burnham, A.K. ; Favergeon, L. ; Koga, N. ; Moukhina, E. ; Pérez-Maqueda, L.A. ; Sbirrazzuoli, N. (2020). Recommandations du Comité de cinétique de l’ICTAC pour l’analyse de la cinétique en plusieurs étapes. Thermochimica Acta689, 178597. https://doi.org/10.1016/j.tca.2020.178597

[2] Patel, R.M., Modélisation de la cinétique de cristallisation des résines de polyéthylène haute densité et de polyéthylène linéaire basse densité. Journal of Applied Polymer Science 2011, 124(2) : 1542-1552.
https://doi.org/10.1002/app.35177

[3] Vyazovkin S., Sbirrazzuoli N. 2004 Approche isoconversionnelle pour l’évaluation des paramètres de Hoffman-Lauritzen (U* et Kg) à partir des vitesses globales de cristallisation non isotherme, Macromolecular Rapid Communications, 2004, 25. 733-738.
https://doi.org/10.1002/marc.200300295

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