sprawko kinetyka

Wydział Chemiczny Politechniki Wrocławskiej

Zakład Inżynierii i Technologii Polimerów

Data:………………………………………………….
Imię i Nazwisko Bartłomiej Podlasiński
Nr indeksu 162948
Tytuł ćwiczenia Kinetyka krystalizacji izotermicznej polimerów. Wyznaczanie parametrów równania Avramiego na podstawie pomiarów mikrokalorymetrycznych.

Ocena

kolokwium Ocena końcowa Podpis prowadzącego
sprawozdanie

Opis ćwiczenia

1. Materiały Podać producentów, nazwy systematyczne i zwyczajowe, wzory chemiczne, w przypadku rozpuszczalników również temperatury wrzenia i współczynnik załamania światła.
  • poli(fluorek winylidenu) [PVDF]

2. Aparatura Podać rodzaj aparatury, producenta, typ oraz charakterystyczne parametry. W przypadku aparatury złożonej podać opis, jeżeli konieczne, sporządzić odpowiedni rysunek lub załączyć schemat ideowy.
  • różnicowy kalorymetr skaningowy

3. Przebieg ćwiczenia Opisać etapy i kluczowe czynności podczas realizacji ćwiczenia. Podać ilości (masy, objętości, stężenia) zużytych materiałów, opisać wszelkie obserwacje i uwagi.
  • Z otrzymanych danych utworzono 4 wykresy:

  • Zależności Q od czasu [Wykres 1]

  • Zależności X(t-t0) od (t-t0) [Wykres 2]

  • Zależności X(t-t0)znorm. od (t-t0) [Wykres 3]

  • Zależności ln{-ln[1-X(t-t0)]} od ln(t-t0) [Wykres 4]

  • Następnie na wykresach podwójnie zlogarytmowanego równania Avramiego [Wykres 4] odnaleziono odcinki prostoliniowe oraz dopasowano do nich funkcję o równaniu y=ax+b

  • Ze współczynników a i b uzyskano parametry n i k równania Avramiego

  • Znając wartości parametrów n i k obliczono połówkowy czas krystalizacji t1/2

Temperatura krystalizacji izotermicznej [°C] Parametr n lnk Parametr k Połówkowy czas krystalizacji t1/2 [s]
149 2,346 -12,32681
4, 43 • 10−6
163,74
151 2,48495 -14,19347
6, 85 • 10−7
260,98
153 2,54634 -15,9842
1, 14 • 10−7
461,51
4. Obliczenia O ile konieczne, przedstawić i opisać obliczenia oraz podać ich rezultaty

Wzór na obliczenie połówkowego czasu krystalizacji: $t_{1/2} = \sqrt[n]{\frac{ln2}{k}}$ , gdzie:

n – parametr n z równania Avramiego

k – parametr k z równania Avramiego

5. Wnioski

Parametry n i k równania Avramiego charakteryzują mechanizm zarodkowania i krystalizacji oraz geometrię wzrostu krystalitów. Literatura [1] podaje wartości n z przedziału 1-6. W tym przypadku parametr n przyjmuje wartości pomiędzy 2 a 3. Wskazuje to na prawdopodobną dwuwymiarową geometrię wzrostu krystalitów oraz mieszany mechanizm nukleacji (po części termiczny i atermiczny). Parametr k maleje wraz ze wzrostem temperatury krystalizacji izotermicznej, czyli szybkość wzrostu krystalitów spada wraz ze wzrostem temperatury. Spadek parametru k powoduje również wydłużenie połówkowego czasu krystalizacji, czyli czasu po którym osiągnie się względny stopień krystalizacji 50%.

Literatura:

[1] W.Przygocki, A.Włochowicz, „Uporządkowanie makrocząsteczek w polimerach i włóknach”, 2006 WNT

[2] B. Kowalska, Polimery, 2007, 52, 2, 81-87

6. Załączniki Wyszczególnić wszystkie dokumenty (wykresy, wydruki, notatki) dołączone do sprawozdania
  • Wykres 1

  • Wykres 2

  • Wykres 3

  • Wykres 4


Wyszukiwarka