如何:为 DEA 数据创建单步动力学模型

环氧树脂的固化

导言

本指南将为 DEA 数据创建一个单步动力学模型。

我们将从加载Kinetics Neo 中的示例数据项目开始,创建动力学模型只需一个主要步骤。

只需在几分钟内点击几下,您就能得到动力学模型!

样本数据

  • 数据类型:介电分析 (DEA)
  • 项目文件:DEA_Ep_Resin_Data.kinx2 .

加载样本数据项目

1.启动Kinetics Neo 软件。

单击主功能区顶部的 "文件"选项卡,打开应用程序菜单。


2.打开 DEA 项目的样本数据。
点击左侧面板中的打开项目,选择样本


3.打开Kinetics Neo 项目文件DEA_Ep_Resin_Data.kinx2

检查加载的测量数据

4.检查是否已加载 DEA 测量数据。

Kinetics Neo 示例项目DEA_Ep_Resin_Data.kinx2已包含导入的环氧树脂固化 DEA 示例数据文件:

  • Beru3K.TXT - 加热速率 3K/min
  • Beru2K.TXT - 加热速率 2K/min
  • Beru1K.TXT - 加热速率 1K/min

如果项目文件加载成功,则这些文件名将显示在右侧的源数据部分。数据曲线将显示在主图表上。

基线校正

树脂在温度初始化固化过程中的介电数据取决于逐步交联和温度的升高,而温度的升高会产生相反的影响。因此,必须建立温度效应基线。

Kinetics Neo 为不同的固化条件提供基线模型。在本例中,我们以恒定的加热速率进行动态固化。在固化过程之前 之后, 温度都会影响树脂的分子流动性。介电数据中温度对分子运动的影响可以使用基于阿伦尼乌斯基本原理的指数函数来描述,并通过使用切线(DEA 动态)按钮来实现。这将在光标所在位置创建一个指数函数。

5.选择第一个数据文件Beru3K.txt,选择53 °C 至180 °C 之间的温度范围,并选择切线(DEA 动态)基线。

计算得出的蓝色曲线显示了未固化状态下离子粘度的温度依赖性。橙色计算曲线显示完全固化状态下离子粘度的温度依赖性。棕色曲线显示的是共同基线,从未固化状态到固化状态,其斜率会发生变化。为了只显示固化效果,将从总测量值中减去该共同基线。

6.选择第二个数据文件Beru2K.txt,选择56 °C 至185 °C 之间的温度范围,并选择切向(DEA 动态) 基线。


7.选择第三个数据文件Beru1K.txt,选择60°C 至155°C 之间的温度范围,并选择切向(DEA 动态) 基线。


8.点击左侧项目面板中的源数据。现在所有测量曲线都只包含固化效果。

创建固化效果的单步动力学模型

9.添加新模型:在"分析 "左侧面板的 "基于模型"项目下,点击 "添加新模型"。

将使用默认参数创建一个新的基于模型的动力学模型:

  • 一步:A → B
  • 反应类型:F1,一阶反应。


10.改变 A → B 动力步骤的反应类型

众所周知,固化反应通常是自催化反应。在这种情况下,建议选择具有未知反应阶次n和未知自催化阶次的自催化反应。通过模型优化,软件将自行确定正确的反应顺序。

选择步骤 A → B,选择反应类型Cn

将反应类型改为 Cn 后的结果:

11.优化一步模型。

在 "属性"面板下部的 "模型操作"块中选择 "优化"。

模型步骤将被优化。这可能需要几秒钟...

一步动力学模型已准备就绪:

将无模型法应用于 DEA 数据

12.无模型方法可在左侧面板Project(项目)的Analysis(分析)/Model-Free(无模型)部分找到

应用无模型方法:在分析左侧面板无模型项目下点击数值优化。然后在第二个面板 "属性"中点击 "转换拟合"。

无模型数值方法用于增加固化过程中的离子粘度。这里基线被移除,不在考虑之列。


13.将水平工具栏中的Y 比例切换为绝对原始比例

现在显示的是离子粘度的原始测量数据和无模型拟合数据。


为进一步预测和优化,可选择动力学结果之一(基于模型或无模型)。

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