Mes données sont incomplètes. Puis-je quand même les analyser ?
IMPORTANT : ce guide sera bientôt remanié afin de refléter changements importants apportées à la version 3 .0 de Kinetics Neo.
Contenu
I. Préparer (simuler) des données incomplètes
III. Analyse basée sur un modèle
IMPORTANT: Nous ne recommandons pas d'analyser les données lorsque la réaction mesurée n'est pas complète. Nous recommandons d'effectuer des mesures où le début et la fin de la réaction sont bien mesurés, mais ce n'est pas toujours possible.
Cependant, cela n'est pas toujours possible. Par exemple, pour les mesures de chauffage du processus de durcissement, la réaction de décomposition commence parfois avant que le durcissement ne soit terminé. Voici un exemple d'évaluation approximative de données incomplètes. Les résultats cinétiques ne sont activés que dans la plage de température où la réaction a été mesurée.
I. Préparer (simuler) des données incomplètes
Il s'agit d'une étape préliminaire destinée à produire des données incomplètes. Dans la réalité, les données doivent être obtenues à partir de l'expérience.
- Dans Kinetics Neo, ouvrez l'exemple Ep_Resin_DSC_Data.kinx2 :
2. Dans l'arborescence de gauche, dans la section Source Data, sélectionnez File Ep_Res20.txt. Régler :
- Plage de100°C à 200°C,
- Baseline None,
et cliquez sur OK
Ici, la surface de pic mesurée 279 J/g est inscrite sur le panneau Propriétés après les types de ligne de base.
3. Répétez l'opération pour le fichier Ep_Res10.txt
4. Répétez l'opération pour le fichier Ep_Res05.txt
Données pour l'analyse :
Les données sont maintenant préparées. Chaque courbe contient des données depuis le début du durcissement jusqu'au pic principal, le pic principal lui-même et la partie de la courbe après le pic principal.
Si les données mesurées ne contiennent pas de pic, elles ne peuvent pas être analysées.
II. Analyse sans modèle
Si les données ne sont pas mesurées complètement, l'effet total est inconnu. Pour les données DSC, l'effet total est l'enthalpie de l'effet thermique qui est calculée comme la surface du pic. Si l'enthalpie de l'effet total est inconnue, la conversion ne peut pas être calculée correctement et les méthodes sans modèle basées sur les valeurs de conversion définies ne peuvent pas être utilisées.
Méthodes de :
- Friedman
- Ozawa-Flynn-Wall
- Kissinger-Akahira-Sunose
- ASTM 1641
- méthode numérique
ne peut ne doit pas être utiliséepour des données incomplètes.
Seules deux méthodes sans modèle peuvent être utilisées:
- ASTM E698
- ASTM E2890
parce qu'elles utilisent des points de taux maximum et non des points avec une conversion définie.
5.méthode ASTM E698
Sélectionnez ASTM E698 dans l'arborescence de gauche dans la section Model-Free.
Le point maximum de chaque mesure est indiqué sur ce graphique. L'énergie d'activation et le facteur pré-exponentiel sont calculés à partir de la pente et de l'intersection de la ligne droite par la formule d'Ozawa. Cette méthode permet d'évaluer uniquement l'énergie d'activation du pic principal. Elle n'est pas adaptée aux réactions complexes comportant plusieurs points de maxima.
6.méthode ASTM E2890.
Sélectionnez ASTM E2890 dans l'arborescence de gauche dans la section Model-Free.
Le point maximum de chaque mesure est indiqué sur ce graphique. L'énergie d'activation et le facteur pré-exponentiel sont calculés à partir de la pente et de l'intersection de la ligne droite par la méthode Kissinger. Cette méthode ne permet d'évaluer que l'énergie d'activation du pic principal. Cette méthode n'est pas adaptée aux réactions complexes comportant plusieurs points maximaux.
III. Analyse basée sur un modèle
L'analyse basée sur un modèle peut être utile pour les mesures incomplètes. Mais le modèle ne fonctionnera que dans la plage de températures pour laquelle des données expérimentales sont disponibles. En dehors de cette plage, les prédictions peuvent être incorrectes car les données expérimentales ne contiennent pas d'informations sur les étapes de la réaction en dehors de cette plage.
Dans l'arborescence de gauche, sélectionnez Ajouter nouveau dans la section Basé sur le modèle
Résultat :
7. Sélectionner le type de réaction correct
Dans le panneau Propriétés, sélectionnez Cn, ordre n avec autocatalyse pour le type de réaction :
9. Définir manuellement la valeur totale de l'effet.
Dans le panneau Propriétés, section Aire, recherchez la valeur la plus élevée. Voici la 425.
Fixez cette valeur maximale pour deux autres courbes. Si nécessaire, vérifiez Show range et réglez la valeur minimale bien en dessous de -425. Ici, elle est fixée à -500. Cliquez sur Recalculer dans la section Fonctionnement du modèle.
10. Optimiser les paramètres cinétiques
Dans le panneau Propriétés, faites défiler vers le bas et appuyez sur Optimiser dans la section Fonctionnement du modèle.
Le modèle cinétique est maintenant créé pour les données mesurées incomplètes. Ce modèle ne peut être utilisé que dans la gamme de température entre 100°C et 200°C où des données expérimentales sont présentes.
Ce modèle utilise les valeurs optimisées de la surface du pic. Par exemple, pour 20K/min, la surface de pic optimisée selon le modèle est de 395 J/g, alors que la surface de pic expérimentale entre 100 °C et 200 °C n'est que de 279 J/g (voir section 2). L'enthalpie de repos 116 J/gn'est pas mesurée dans l'expérience, mais peut être calculée à partir du modèle cinétique.
11. Calculer la conversion pour 5, 10 et 20K/min à 200°C
Dans l'arbre de gauche, sélectionnez Dynamic dans la section Prediction. Dans le panneau Propriétés, définissez les paramètres des prédictions dynamiques comme dans l'image et cliquez sur Calculer. Sélectionnez Température et Conversion dans la barre d'outils.
Il s'agit de la conversion pour les mesures incomplètes. Ici, la mesure 20K/min ne contient des données expérimentales que jusqu'à 74% de la conversion.