Visão geral
Este webinar apresenta o Kinetics Lite, um novo software de análise cinética da NETZSCH, de fácil utilização para iniciantes, totalmente integrado ao software de análise térmica Proteus. A sessão demonstra como o Kinetics Lite reduz drasticamente o número de etapas necessárias para realizar avaliações cinéticas - de muitas etapas manuais de exportação/importação para apenas 6 cliques.
1. Histórico: O que é análise cinética?
- Conversão (α): Um valor sem dimensão de 0 a 1 que descreve o progresso da reação. Para TGA: razão entre a perda de massa atual e a perda de massa total; para DSC: razão entre a área de pico parcial e total.
- Taxa de reação: Depende de α, da temperatura (por meio da equação de Arrhenius) e de um fator pré-exponencial.
- Energia de ativação (Ea): A barreira de energia entre os reagentes e o estado de transição.
Tarefas de nível iniciante
- Encontrar energia de ativação e ordem de reação (ordem n, autocatalítica, nucleação)
- Previsões simples: isotérmica, dinâmica, tempo médio, tempo de vida (por exemplo, conversão de 5%)
Tarefas de nível de especialista
- Cinética de várias etapas (reações independentes, consecutivas, concorrentes e reversíveis)
- Cura com vitrificação e evolução da transição vítrea
- Cinética não-Arrhenius
- Influência da pressão, intensidade de UV, proporções de componentes
- Diagramas de transformação tempo-temperatura (TTT), otimização de perfis de temperatura industrial
2. Dois produtos de software
Uma comparação detalhada pode ser encontrada aqui
| Recursos | Kinetics Lite | Kinetics Neo |
| Usuários-alvo | Somente iniciantes | Iniciantes + especialistas |
| Análise cinética | Básico (sem modelo, em uma única etapa) | Avançada (sem modelo, em uma única etapa, em várias etapas, modelos complexos) |
| Fontes de dados | Somente instrumentos NETZSCH | NETZSCH + não-NETZSCH (importação ASCII) |
| Licença | Por departamento (vários PCs em uma única licença Proteus) | Por estação (uma por computador) |
| Suporte | Extra / consultoria não incluída | 12 meses incluídos (com consultoria) |
| Tipos de instrumentos | TGA, DSC | TGA, DSC, Dilatômetro, DEA, Viscosidade, ARC, dados arbitrários |
| Parâmetros adicionais | - | Pressão, intensidade de UV |
| Métodos sem modelo | Ponto único (ASTM E698, E2890, E1641) + Multiponto (Friedman, Ozawa, Vyazovkin) | Todos os Lite + limite de fase, difusão, Sestak-Berggren, reações reversíveis, 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.Nakamura e Sbirrazzuoli para cristalização por resfriamento |
| Tipos de reaçãoO tipo de reação é o mecanismo elementar de uma etapa de reação individual em uma reação química de várias etapas. O tipo de reação f(Cr, Cp) descreve a dependência da taxa de reação de uma etapa individual da reação em relação às concentrações do reagente Cr e do produto Cp para essa etapa.Tipos de reação | ordem n (1ª, 2ª, n-ésima), autocatálise (Kamal-Sourour), nucleação (Avrami) | Todos os Lite + limite de fase, difusão, Beren, reações reversíveis |
| Previsões | Isotérmica, dinâmica, tempo de vida | All Lite + adiabático, climático, diagrama TTT, perfil externo, otimização industrial |
| Ajuste simulado / exibição de R² | + | + |
3. Demonstrações do Key Kinetics Lite
3.1 Transferência automática de dados do Proteus
- Fluxo de trabalho antigo: Exportar cada curva manualmente para um arquivo → configurar colunas → importar para o Kinetics → repetir para cada curva → analisar.
- Novo fluxo de trabalho: Selecionar todas as curvas no Proteus → clicar em "Evaluate mass change" → abrir o Kinetics Lite → obter resultados. ~Total de aproximadamente 6 cliques.
3.2 Reação de ordem n-ésima (dados de TGA, 3 taxas de aquecimento: 5, 10, 20 K/min)
- O software detecta automaticamente o tipo de reação a partir do formato da curva.
- Resultado: Ea = 75 kJ/mol, fator pré-exponencial, ordem de reação = 0,38.
3.3 Reação autocatalítica (DSC, cura de epóxi)
- Tipo de reação Cn (autocatalítica) selecionado automaticamente.
- Resultados: Ea, fator pré-exponencial, ordens de reação e autocatálise, R² = 0,9993 após um clique de otimização opcional.
- Alcançado em menos de 10 cliques.
3.4 Cinética sem modelo - Métodos de ponto único
- Métodos: ASTM E698 (Ozawa), E2890, E1641 - use apenas um ponto por curva (máximo).
- Demonstrado ASTM E698 → Ea = 53 kJ/mol, mas R² = 0,89 - ajuste ruim.
- Comparado com o resultado baseado em modelo: R² = 0.999. Conclusão: os métodos de ponto único são rápidos, mas geralmente imprecisos; sempre verifique o ajuste.
3.5 Cinética sem modelo - Métodos multiponto (cura de epóxi em duas etapas)
- Métodos: Friedman, Vyazovkin, Ozawa-Flynn-Wall.
- O software calcula Ea como uma função de conversão (α).
- Melhor resultado: Friedman, R² = 0,99975.
- Os resultados podem ser usados diretamente para previsões.
3.6 Pirólise (TGA de caroços de oliva - água, hemicelulose, celulose, lignina)
- Processo complexo com vários picos.
- Análise sem modelo (Friedman/Vyazovkin) aplicada em um clique.
- Melhor resultado: Vyazovkin, R² ≈ 0,9999.
3.7 Previsões para degradação de polímeros
- Previsões dinâmicas: Conversão vs. temperatura para taxas de aquecimento de 0,5 a 200 K/min.
- Previsões isotérmicas: Conversão em temperaturas fixas (300-400 °C, passo de 10 °C) durante 10 horas.
- Vida útil (5% de conversão): Pesquisa entre 100-400 °C por tempo = 10 dias → 196 °C é a temperatura na qual ocorre 5% de conversão após 10 dias.
3.8 Cristalização isotérmica (PA 12)
- A cristalização se acelera em temperaturas mais baixas (efeito de super-resfriamento) e é oposta às reações químicas.
- Modelo de nucleação Avrami selecionado automaticamente.
- Previsão de tempo de vida: 171 °C é a temperatura na qual 50% da cristalização é atingida em 60 minutos.
4. Quando o Kinetics Lite não pode ser usado
A cinética sem modelo no Kinetics Lite falha quando:
- A perda total de massa ou a área de pico varia entre as taxas de aquecimento (reações concorrentes).
- A alteração do mecanismo ocorre em um valor de conversão diferente para cada taxa.
- Picos em direções opostas (exotérmico + endotérmico).
- Cristalização por resfriamento com áreas de pico variáveis (cristalização incompleta no resfriamento rápido).
- Reação não medida até o fim (valor desconhecido para 100% de conversão).
Em todos esses casos, o site Kinetics Neo é necessário.
5. Recursos Somente em Kinetics Neo
- Cinética de várias etapas com concentrações intermediárias
- Etapas exotérmicas/endotérmicas mistas (relevantes para a decomposição do material da bateria)
- Cinética não-Arrhenius (cura com vitrificação)
- Diagramas de transformação tempo-temperatura (TTT)
- Evolução da transição vítrea durante a cura
- Cinética da viscosidade de cisalhamento (dados de reologia)
- Viscosidade iônica (dados DEA)
- Intensidade de UV como parâmetro externo (fotopolimerização)
- Pressão parcial do gás ativo (por exemplo, H₂, O₂, CO₂)
- Dependência da proporção de massa do componente (por exemplo, proporções de epóxi/amina)
6. Informações de liberação e licenciamento
- Kinetics Lite e a versão atualizada Kinetics Neo (v3.8) com integração ao Proteus será lançada em julho de 2026.
- Compatível com o Proteus Analysis v 9.10 lançado ao mesmo tempo
- Kinetics Neo licença: Perpétua (vitalícia), inclui 12 meses de suporte e consultoria. As renovações são opcionais.
- Preços através do representante de vendas regional da NETZSCH: https: //kinetics.netzsch.com → "Request a Quote".
- Kinetics Lite: Não é vendido separadamente; é fornecido apenas como uma opção paga com o software Proteus.
7. Destaques das perguntas e respostas
P: É possível fazer previsões de envelhecimento isotérmico para polímeros a partir de dados de TGA?
R: Sim, mas somente se as medições tiverem sido feitas abaixo do ponto de fusão (estado sólido). As previsões isotérmicas exigem que os dados experimentais incluam segmentos isotérmicos.
P: Podem ser usados dados de instrumentos que não sejam da NETZSCH?
R: Não no Kinetics Lite (somente dados NETZSCH). No Kinetics Neo, sim - exporte os dados como um arquivo ASCII de 3 colunas (tempo, temperatura, sinal) e importe-os.
P: Como o fator pré-exponencial A é determinado?
R: Por meio da otimização do melhor ajuste, o software encontra todos os parâmetros cinéticos (Ea, A, ordem de reação) simultaneamente para minimizar o desvio dos dados experimentais em todas as curvas.
P: O Kinetics Neo é uma licença anual ou vitalícia?
R: Licença vitalícia (perpétua). estão incluídos 12 meses de suporte (incluindo consultoria e atualizações); as extensões são opcionais.
Links úteis
Kinetics Neo site: https://kinetics.netzsch.com
Site do Kinetics Lite: https://kineticslite.netzsch.com (tabela de comparação de recursos disponível)
Kinetics Neo contato : Entre em contato conosco