Teoria de Hoffman-Lauritzen para cristalização

A teoria de Hoffman-Lauritzen na cinética de cristalização de polímeros é a teoria que descreve a dependência da temperatura da taxa de crescimento de cristais de polímeros.

Essa dependência K(T) é usada na equação de Cristalização de acordo com NakamuraA cristalização de acordo com Nakamura é o modelo de crescimento de cristais para a cinética de cristalização não isotérmica durante o resfriamento.Nakamurapara a cristalização durante o resfriamento.

De acordo com a teoria de Hoffman-Lauritzen, o crescimento do cristal depende tanto da temperatura de fusão Tm do polímero quanto de sua temperatura de transição vítrea Tg.

De um lado, a taxa de cristalização na temperatura T é mais rápida para um super-resfriamento mais alto ΔT=Tm-T. Por outro lado, a taxa de cristalização é mais lenta ao se aproximar da temperatura T∞=Tg-30, onde o movimento associado aos casos de fluxo de viscose.

onde:

  • A é o fator pré-exponencial
  • U é a energia de ativação de saltos segmentares em polímeros; esse parâmetro tem um valor universal de 6,3 kJ/mol
  • T∞ =Tg - 30 K é a temperatura na qual o fluxo de viscose é finalizado; essa temperatura é 30 K abaixo da temperatura de transição vítrea Tg
  • KG é o parâmetro cinético para nucleação
  • ∆T=Tm-T é o super-resfriamento do ponto de fusão de equilíbrio Tm e
  • f=2T/(Tm+T) é o fator de correção.

Essa equação tem valores positivos somente para a faixa de temperatura entre T∞ e Tm. Acima da temperatura de fusão, o material está no estado líquido e não ocorre cristalização. Abaixo de T∞, o material está no estado vítreo, no qual qualquer movimento viscoso terminou e onde também não ocorre mais cristalização.

Referência

[1] Vyazovkin, S.; Burnham, A.K.; Favergeon, L.; Koga, N.; Moukhina, E.; Pérez-Maqueda, L.A.; Sbirrazzuoli, N. (2020). Recomendações do Comitê de Cinética do ICTAC para a análise de cinética em múltiplas etapas. Thermochimica Acta689, 178597. https://doi.org/10.1016/j.tca.2020.178597

[2] Patel, R.M., Modelagem da cinética de cristalização de resinas de polietileno de alta densidade e de baixa densidade linear. Journal of Applied Polymer Science 2011, 124(2): 1542-1552.
https://doi.org/10.1002/app.35177

[3] Vyazovkin S., Sbirrazzuoli N. 2004 Abordagem isoconversional para avaliação dos parâmetros de Hoffman-Lauritzen (U* e Kg) a partir das taxas globais de cristalização não isotérmica, Macromolecular Rapid Communications, 2004, 25. 733-738.
https://doi.org/10.1002/marc.200300295

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