Kinetische Analyse, Modellierung und Vorhersage für Aushärtereaktionen in der Kinetics Neo Software

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Alfred Kranz
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1 Analyzing & Testing Kinetische Analyse, Modellierung und Vorhersage für Aushärtereaktionen in der Kinetics Neo Software Elena Moukhina AVK, Frankfurt,

2 Selb in Germany City of Porcelain 2

3 kinetics.netzsch.com 3

4 AUSHÄRTUNG Messungen Analyse Modellierung Vorhersage Prozessoptimierung 4

5 1 Differential Scanning Calorimetry 5

6 AUSHÄRTUNG: DSC - Messungen DSC 214 Polyma 6

7 AUSHÄRTUNG: DSC - Messungen Differential scanning calorimetry 5K/min 10K/min 20K/min 7

8 AUSHÄRTUNG: Analyse Software für die kinetische Analyse 8

9 AUSHÄRTUNG: Analyse Einstufiges Modell da dt = A f a, b exp E a RT db dt = A f a, b exp E a RT 9

10 AUSHÄRTUNG: Analyse Einstufiges Model funktioniert nur für Prozesse mit einem Peak 10

11 AUSHÄRTUNG: Analyse Zweistufiges Modell da dt = A 1 f 1 a, b exp E 1 RT db dt = A 1f 1 a, b exp E 1 RT A 2f 2 b, c exp E 2 RT dc dt = A 2f 2 b, c exp E 2 RT 11

12 AUSHÄRTUNG: Analyse Modell-basierte Analyse für komplexe Prozesse 12

13 AUSHÄRTUNG: Modellierung Das Modell trägt zum besseren Verständnis der Prozesse bei Endothermal step Exothermal step 13

14 AUSHÄRTUNG: Vorhersagen Umsatzgrad für isothermische Bedingungen 14

15 AUSHÄRTUNG: Vorhersagen Neues Temperaturprogramm definieren und den Umsatzgrad berechnen Setzen neue Temperaturprogram Vorhersagen für DSC Vorhersagen für Reaktionsraten Vorhersagen für Umsatzgrad 15

16 AUSHÄRTUNG: Prozessoptimierung Berechnung des Temperaturprogramms für die eingegebene Reaktionsrate Umsatzrate 1%/Min eingeben Temperaturprogram berechnen 16

17 2 DSC, Diffusionskontrollierte Reaktionen 17

18 AUSHÄRTUNG: DSC Messungen Differential scanning calorimetry 5K/min 3,5K/min 1,9K/min 1,5K/min 1,0K/min 0,7K/min 0,5K/min 0,2K/min 20

19 AUSHÄRTUNG: DSC Messungen Wärmefluss: relative Skalierung 5K/min 3,5K/min 1,9K/min 1,5K/min 1,0K/min 0,7K/min 0,5K/min 0,2K/min 21

20 AUSHÄRTUNG: DSC Messungen Umsatzgrad 5K/min 3,5K/min 1,9K/min 1,5K/min 1,0K/min 0,7K/min 0,5K/min 0,2K/min 22

21 AUSHÄRTUNG: DSC Messungen Tg vs Umsatzgrad 23

22 AUSHÄRTUNG: Model ohne Diffusionskontrolle Messung und Modellierung 5K/min 3,5K/min 1,9K/min 1,5K/min 1,0K/min 0,7K/min 0,5K/min 0,2K/min 24

23 AUSHÄRTUNG: Model mit Diffusionskontrolle Messung und Modellierung 5K/min 3,5K/min 1,9K/min 1,5K/min 1,0K/min 0,7K/min 0,5K/min 0,2K/min 25

24 AUSHÄRTUNG: Vorhersage für Glasumwandlung Tg für isothermische Bedingungen 27

25 AUSHÄRTUNG: Vorhersage für den Umsatzgrad α für isothermische Bedingungen 28

26 AUSHÄRTUNG: Vorhersage für T=Tg Probentemperatur ist gleich Glasumwandlungstemperatur 29

27 AUSHÄRTUNG: Diffusionskontrolle, TTT Time-Temperature-Transition Diagramm 30

28 3 Dielektrische Analyse 31

29 AUSHÄRTUNG: DEA Messungen DEA 288: dielektrische Analyse 32

30 AUSHÄRTUNG: DEA-Messungen Ionenviskosität 1K/min 2K/min 3K/min 33

31 AUSHÄRTUNG: DEA Messungen DEA Basislinie entfernen 35

32 AUSHÄRTUNG: Analyse Modell-basierte Analyse für komplexe Prozesse 36

33 AUSHÄRTUNG: Vorhersagen Umsatzgrad für isothermische Bedingungen 37

34 AUSHÄRTUNG: Vorhersagen Neues Temperaturprogramm definieren und den Umsatzgrad berechnen Setzen neue Temperaturprogram Vorhersage für Umsatzrate Vorhersage für Umsatz 38

35 AUSHÄRTUNG: Prozessoptimierung Temperatur für benutzerdefinierte Reaktionsrate Umsatzrate 1%/Min eingeben Temperaturprogram berechnen 39

36 kinetics.netzsch.com 40

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