Meus dados estão incompletos. Ainda posso analisá-los?
IMPORTANTE: este guia será reformulado em breve para refletir mudanças importantes feitas na versão 3 .0 do Kinetics Neo.
Conteúdo
I. Preparar (simular) dados incompletos
III. Análise baseada em modelos
IMPORTANTE: não recomendamos a análise de dados em que a reação medida não esteja completa. Recomendamos a realização de medições em que o início e o fim da reação sejam bem medidos.
No entanto, isso nem sempre é possível. Por exemplo, nas medições de aquecimento do processo de cura, a reação de decomposição às vezes começa antes do término da cura. Aqui está um exemplo de avaliação aproximada de dados incompletos. Os resultados cinéticos são ativados somente na faixa de temperatura em que a reação foi medida.
I. Preparar (simular) dados incompletos
Essa é uma etapa preliminar apenas para produzir dados incompletos. Na vida real, os dados devem ser obtidos do experimento.
- Em Kinetics Neo, abra o exemplo Ep_Resin_DSC_Data.kinx2:
2. Na árvore à esquerda, na seção Source Data, selecione File Ep_Res20.txt. Defina:
- Intervalo de 100°C a 200°C,
- Linha de base : Nenhuma,
e clique em OK
Aqui, a área de pico medida de 279 J/g está escrita no painel Properties após os tipos de linha de base.
3. Repita o mesmo para o arquivo Ep_Res10.txt
4. Repita o mesmo para o arquivo Ep_Res05.txt
Dados para análise:
Agora os dados são preparados. Cada curva contém dados desde o início da cura até o pico principal, o próprio pico principal e a parte da curva após o pico principal.
Se os dados medidos não contiverem o pico, esses dados não poderão ser analisados.
II. Análise sem modelo
Se os dados não forem medidos completamente, o efeito total será desconhecido. Para dados de DSC, o efeito total é a entalpia do efeito térmico, que é calculada como a área do pico. Se a entalpia do efeito total for desconhecida, a conversão não poderá ser calculada corretamente, e os métodos sem modelo baseados nos valores de conversão definidos não poderão ser usados.
Métodos de:
- Friedman
- Ozawa-Flynn-Wall
- Kissinger-Akahira-Sunose
- ASTM 1641
- método numérico
pode não pode ser usadopara dados incompletos.
Somente dois métodos sem modelo podem ser usados:
- ASTM E698
- ASTM E2890
porque eles usam pontos de taxa máxima e não usam pontos com conversão definida.
5.método ASTM E698
Selecione ASTM E698 no painel da árvore à esquerda na seção Model-Free.
O ponto máximo de cada medição é mostrado nesse gráfico. A energia de ativação e o fator pré-exponencial são calculados a partir da inclinação e da interseção da linha reta pela fórmula de Ozawa. Esse método pode avaliar apenas a energia de ativação para o pico principal. Esse método não é adequado para reações complexas com vários pontos máximos.
6.método ASTM E2890.
Selecione ASTM E2890 no painel da árvore à esquerda na seção Model-Free.
O ponto máximo de cada medição é mostrado nesse gráfico. A energia de ativação e o fator pré-exponencial são calculados a partir da inclinação e da interseção da linha reta pelo Método de Kissinger. Esse método pode avaliar apenas a energia de ativação para o pico principal. Esse método não é adequado para reações complexas com vários pontos máximos.
III. Análise baseada em modelos
A análise baseada em modelos pode ser útil para as medições que estão incompletas. Mas o modelo funcionará somente na faixa de temperatura em que os dados experimentais estão presentes. Fora desse intervalo, as previsões podem ser incorretas porque os dados experimentais não contêm informações sobre nenhuma etapa de reação fora desse intervalo.
Na árvore à esquerda, selecione Adicionar novo na seção Baseado em modelo
Resultado:
7. Selecione o tipo de reação correto
No painel Properties (Propriedades ), selecione Cn, nth order with autocatalysis (Cn, enésima ordem com autocatálise ) para Reaction type (Tipo de reação):
9. Defina o valor total do efeito manualmente.
No painel Properties (Propriedades ), seção Area (Área), encontre o valor mais alto. Aqui está o 425.
Defina esse valor máximo para duas outras curvas. Se necessário, verifique Show range e defina o valor mínimo muito abaixo de -425. Aqui, ele está definido como -500. Clique em Recalculate (Recalcular ) na seção Model Operation (Operação do modelo ).
10. Otimizar parâmetros cinéticos
No painel Properties (Propriedades ), role para baixo e pressione Optimize (Otimizar ) na seção Model Operation (Operação do modelo ).
Agora o modelo cinético é criado para os dados medidos incompletos. Esse modelo pode ser usado somente na faixa de temperatura entre 100°C e 200°C, onde os dados experimentais estão presentes.
Esse modelo usa os valores otimizados da área de pico. Por exemplo, para 20K/min, a área de pico otimizada de acordo com o modelo é de 395 J/g, enquanto a área de pico experimental entre 100 °C e 200 °C é de apenas 279 J/g (consulte a seção 2). A entalpia de repouso 116 J/gnão é medida no experimento, mas pode ser calculada a partir do modelo cinético.
11. Calcule a conversão para 5, 10 e 20K/min a 200°C
Na árvore à esquerda, selecione Dynamic na seção Prediction (Previsão ). No painel Properties (Propriedades), defina os parâmetros para previsões dinâmicas como na figura e clique em Calculate (Calcular). Selecione Temperature and Conversion ( Temperatura e conversão ) na barra de ferramentas.
Essa é a conversão para medições incompletas. Aqui, a Medição 20K/min contém dados experimentais somente até 74% da conversão.