概述
本网络研讨会将介绍耐驰新推出的、适合初学者的动力学分析软件Kinetics Lite，该软件与现有的 Proteus 热分析软件紧密集成。会议演示了 Kinetics Lite 如何显著减少动力学评估所需的步骤 - 从许多手动导出/导入步骤减少到只需点击 6 次。
1.背景：什么是动力学分析？什么是动力学分析？
- 转化率 (α)：从 0 到 1 的无量纲值，用于描述反应进程。对于 TGA：当前质量损失与总质量损失之比；对于 DSC：部分峰面积与总峰面积之比。
- 反应速率：取决于 α、温度（通过阿伦尼乌斯方程）和预指数。
- 活化能（Ea）：反应物与过渡态之间的能量障碍。
初级任务
- 查找活化能和反应顺序（N 顺序、自催化、成核）
- 简单预测：等温、动态、半衰期、寿命（如 5%转化率）
专家级任务
- 多步动力学（独立、连续、竞争、可逆反应）
- 玻璃化固化和玻璃转化演化
- 非阿伦尼乌斯动力学
- 压力、紫外线强度、组分比例的影响
- 时间-温度转换 (TTT) 图，工业温度曲线的优化
2.两种软件产品
详细比较见此处
| 功能 | Kinetics Lite | Kinetics Neo |
| 目标用户 | 初学者 | 初学者 + 专家 |
| 动力学分析 | 基础（无模型、单步） | 高级（无模型、单步、多步、复杂模型） |
| 数据源 | 仅 NETZSCH 仪器 | NETZSCH + 非 NETZSCH（ASCII 导入） |
| 许可证 | 每个部门（一台 Proteus 许可下的多台计算机） | 每个席位（每台计算机一个） |
| 支持 | 不包括额外/咨询 | 包括 12 个月（含咨询） |
| 仪器类型 | TGA、DSC | TGA、DSC、稀释仪、DEA、粘度、ARC、任意数据 |
| 附加参数 | - | 压力、紫外线强度 |
| 无模型方法 | 单点法（ASTM E698、E2890、E1641） + 多点法（弗里德曼、小泽、维亚佐夫金） | 所有 Lite + 相边界、扩散、Sestak-Berggren、可逆反应、冷却结晶的 Nakamura 和 Sbirrazzuoli |
| 反应类型 | n 阶（1 阶、2 阶、n-th 阶）、自催化（Kamal-Sourour）、成核（Avrami） | 所有 Lite + 相界、扩散、Beren、可逆反应 |
| 预测 | 等温、动态、寿命 | All Lite + 绝热、气候、TTT 图、外部轮廓、工业优化 |
| 模拟拟合/R² 显示 | + | + |
3.关键动力学简易演示
3.1 从 Proteus 自动传输数据
- 旧的工作流程手动导出每条曲线到文件 → 配置列 → 导入 Kinetics → 重复每条曲线 → 分析。
- 新工作流程：在 Proteus 中选择所有曲线→点击 "评估质量变化"→打开 Kinetics Lite →得到结果。共点击 ~6 次。
3.2 n 阶反应（TGA 数据，3 种加热速率：5、10、20 K/min）
- 软件根据曲线形状自动检测反应类型。
- 结果Ea = 75 kJ/mol，前指数因子，反应阶数 = 0.38。
3.3 自催化反应（DSC、环氧树脂固化）
- 自动选择反应类型 Cn（自动催化）。
- 结果：点击一次可选优化后，Ea、预指数、反应阶数和自催化，R² = 0.9993。
- 不到 10 次点击即可完成。
3.4 无模型动力学--单点法
- 方法：ASTM E698 (Ozawa)、E2890、E1641 - 每条曲线只使用一个点（最大值）。
- 证明 ASTM E698 → Ea = 53 kJ/mol，但 R² = 0.89 -拟合度较差。
- 与基于模型的结果相比：R² = 0.999.结论：单点法速度快，但往往不准确；一定要检查拟合情况。
3.5 无模型动力学--多点法（双步骤环氧树脂固化）
- 方法：弗里德曼、维亚佐夫金、小泽-弗林-沃尔弗里德曼法、维亚佐夫金法、小泽-弗林-沃尔法。
- 软件将Ea 作为转换 (α) 的函数进行计算。
- 最佳结果：弗里德曼，R² = 0.99975。
- 结果可直接用于预测。
3.6 高温分解（橄榄石的 TGA - 水、半纤维素、纤维素、木质素）
- 复杂的多峰过程。
- 一键应用无模型分析（弗里德曼/维亚佐夫金）。
- 最佳结果：Vyazovkin, R² ≈ 0.9999。
3.7 聚合物降解预测
- 动态预测：0.5 至 200 K/min 升温速率下的转换率与温度关系。
- 等温预测：在固定温度（300-400 °C，步长 10 °C）下 10 小时内的转化率。
- 寿命（5% 转换率）：在 100-400 °C 之间搜索，时间 = 10 天 →196 °C是 10 天后发生 5%转化的温度。
3.8 等温结晶（PA 12）
- 结晶在较低温度下加速（过冷效应），这与化学反应相反。
- 自动选择阿夫拉米成核模型。
- 寿命预测：171 °C是 60 分钟内达到 50% 结晶的温度。
4.不能使用 Kinetics Lite 时
当出现以下情况时，Kinetics Lite 中的无模型动力学失效：
- 总质量损失或峰面积在不同的加热速率下变化（竞争反应）。
- 每种速率下的机理变化发生在不同的转换值上。
- 峰值方向相反（外热+内热）。
- 冷却结晶的峰面积不同（快速冷却时结晶不完全）。
- 反应未测量完成（100% 转化的未知值）。
在所有这些情况下，Kinetics Neo 。
5.仅在Kinetics Neo
- 具有中间浓度的多步骤动力学
- 混合放热/内热步骤（与电池材料分解有关）
- 非阿伦尼斯动力学（玻璃化固化）
- 时间-温度转变 (TTT) 图
- 固化过程中的玻璃转化演变
- 剪切粘度动力学（流变学数据）
- 离子粘度（DEA 数据）
- 作为外部参数的紫外线强度（光聚合）
- 活性气体（如 H₂、O₂、CO₂）的部分压力
- 组分质量比依赖性（如环氧树脂/胺比率）
6.发布和许可信息
- Kinetics Lite和与 Proteus 集成的更新版 Kinetics Neo(v3.8) 将于2026 年 7 月发布。
- 与同时发布的Proteus Analysis 9.10 版兼容
- Kinetics Neo 许可证：永久（终身），包括 12 个月的支持和咨询。可选择续约。
- 通过 NETZSCH 地区销售代表定价：https://kinetics.netzsch.com → "询价"。
- Kinetics Lite：不单独销售，仅作为 Proteus 软件的付费选项。
7.问答集锦
问：能否根据 TGA 数据预测聚合物的等温老化？
答：可以，但必须在熔点（固态）以下进行测量。等温预测要求实验数据包括等温段。
问：能否使用非 NETZSCH 仪器的数据？
答：在 Kinetics Lite 中不能使用（只能使用 NETZSCH 数据）。在Kinetics Neo 中，可以 - 将数据导出为三列 ASCII 文件（时间、温度、信号）并导入。
问：如何确定预指数因子 A？
答：通过最佳拟合优化，软件可同时找到所有动力学参数（Ea、A、反应顺序），以最大限度地减少所有曲线与实验数据的偏差。
问：Kinetics Neo 是年度许可证还是终身许可证？
答：终身（永久）许可证。包含 12 个月的支持（包括咨询和更新）；可选择延期。
实用链接
Kinetics Neo 网站： https://kinetics.netzsch.com
Kinetics Lite 网站：https://kineticslite.netzsch.com（提供功能对照表）
Kinetics Neo 联系方式 :联系我们