Determination of non-isothermal crystallization rate constant for pseudo-experimental calorimetric data

Galera, Viviane Verona; Marinelli, Alessandra Lucas; Carvalho, Benjamim de Melo

doi:10.1590/s1516-14392009000200007

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“…As mentioned by Galera et al [8], the Nakamura's Model presents an extremely slow initial crystallization rate. Therefore, in the initial stages of crystallization, it takes a considerable amount of time to go from θ = 10 -14 to θ = 10 -3 .…”

Section: Figurementioning

confidence: 86%

“…In this case, a negligible θ t = 0 must be used in equation 2 to obtain the simulated curves, albeit different from zero. Otherwise, (dθ/dt) t = 0 will be zero and θ t + Δt will always be zero, as clearly demonstrated by Galera et al [8]. They showed that θ t = 0 equal to 10 -3 was a good value to be used instead of 10 -14 suggested by Chan [10].…”

Section: Figurementioning

confidence: 92%

“…However, literature mentions unsatisfactory results related to nonlinear regression, but this behavior is more likely associated to limitations of the crystallization model in describing the nonisothermal crystallization process of the polymer than by the nonlinear regression method itself [4,7]. One advantage of nonlinear regression is that its procedure for calculating the crystallization kinetic constant is faster than the master curve approach [8].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Determination of non-isothermal crystallization rate constant of a rotational molding grade LLDPE

Lima

Goes

Pinheiro³

et al. 2015

Matéria (Rio J.)

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The purpose of the present paper was to test the validity of the nonlinear regression method for calculating the non-isothermal crystallization rate constant of the Nakamura's model of a rotational molding grade LLDPE directly from non-isothermal crystallization experiments carried out in a single cell DSC. Cooling rates of 50, 40, 30, 20, 10 and 5 oC/min were used with samples of 3.0 mg under nitrogen atmosphere. Here, good agreement was observed between the experimental relative crystallinity curves and the simulated ones using the calculated parameters by nonlinear regression. It shows that this method can be used to determine the Nakamura's non isothermal rate constant for using in simulation of the cooling phase of rotational molding. In this paper it was used 10-3, 10-4 and 10-14 as the initial crystallinity in the Nakamura's model. However the best average results for all cooling rates was obtained when 10-4 was used. Average spherulitic dimensions of LLDPE studied in this paper did not change significantly with different cooling conditions.

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Section: Figurementioning

confidence: 86%

Section: Figurementioning

confidence: 92%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Determination of non-isothermal crystallization rate constant of a rotational molding grade LLDPE

Lima

Goes

Pinheiro³

et al. 2015

Matéria (Rio J.)

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“…Assim, torna-se necessário o uso de um valor inicial desprezível, mas diferente de zero [8]. A comparação entre as figuras 8 e 9 confirma o observado por Verona e colaboradores [12] que, por meio de dados calorimétricos pseudo-experimentais, mostraram que o uso de θ inicial igual a 10 -14 na descrição da cinética de cristalização pela equação diferencial de Nakamura causa um considerável atraso no processo de cristalização em relação à condição de θ inicial igual a 10 -3 . No presente estudo, a opção de θ inicial igual a 10 -5 é a que permitiu o melhor ajuste entre os dados simulados e o experimentais para o conjunto das curvas de cristalinidade versus temperatura nas diferentes taxas de resfriamento.…”

Section: Figura 4: Log a T (T Ij ) Vs Temperatura Para A Amostra De Punclassified

“…Este método emprega experimentos de cristalização não-isotérmica obtidos por Calorimetria Exploratória Diferencial, DSC, a diferentes taxas de resfriamento, permitindo a obtenção dos parâmetros cinéticos em temperaturas mais baixas que os experimentos isotérmicos. Este método tem sido testado e se mostrado válido para polímeros como polietileno tereftalato (PET), polipropileno (PP), blendas de PP com elastômero etileno-propileno (EPR), para polipropilenos modificados com anidrido maleico e ácido acrílico [9][10][11] e também para dados de cristalização não-isotérmica pseudoexperimentais [12].…”

Section: Introductionunclassified

Cristalização não isotérmica de poliamida 66: Determinação dos parâmetros da Equação de Nakamura via Método da Curva Mestre

Galera¹,

Mathias²,

Koppen³

et al. 2016

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RESUMOPoliamida é uma família de termoplásticos utilizada na fabricação de peças com tolerância dimensional relativamente estreita, como engrenagens em produtos eletrônicos, pequenos filtros de combustíveis na indústria automobilística e etc. O controle dimensional está intimamente relacionado à contração que acompanha o processo de cristalização do polímero em peças moldadas por injeção. Assim, o propósito do presente trabalho foi determinar a constante de cristalização não-isotérmica de amostra de poliamida 66 empregando-se o Método da Curva Mestre visando seu emprego em conjunto com a equação de Nakamura para simulação do processo de solidificação na moldagem por injeção. Para tanto, experimentos de cristalização não isotérmica foram realizados em um Calorímetro Diferencial de Varredura, DSC, em várias taxas de resfriamento, na faixa de 5 a 40º C/min. As curvas originais de DSC foram corrigidas em termos da defasagem de temperatura entre a amostra e o forno do DSC antes da aplicação do método. A equação de Nakamura e a constante de cristalização não isotérmica obtida pelo método da Curva Mestre foram empregados para simular as curvas de cristalinidade relativa em função da temperatura para as diferentes taxas de resfriamento. Também foi avaliada a influência do uso de diferentes valores de cristalinidade relativa inicial nas simulações via modelo de Nakamura, análise esta normalmente não encontrada na literatura. As curvas geradas pela constante de cristalização calculada via Método da Curva Mestre apresentaram uma boa concordância com os dados experimentais para esta amostra de poliamida 66 usando-se 10 -5 como cristalinidade relativa inicial para a forma diferencial da equação de Nakamura. Desse modo, o modelo de Nakamura, juntamente com sua constante determinada pelo Método da Curva Mestre, se mostrou uma boa opção para a simulação do processo de cristalização na moldagem por injeção de poliamida 66.Palavras-chave: cristalização não isotérmica, método da curva mestre, poliamida 66, defasagem de temperatura. ABSTRACTPolyamide is a family of thermoplastics used for producing components with tight dimensional tolerance, such as gears for electronics products and small filters for fuels in the automotive industry. The dimensional control of these parts is intrinsically related to the contraction associated to the crystallization process during their injection molding . Therefore, the purpose of the present work was to calculate the non-isothermal crystallization constant of a polyamide 66 sample using the Master Curve Approach for simulation of processing. Non-isothermal crystallization experiments were carried out in a differential scanning calorimeter, DSC, at several cooling rates. The original DSC curves were corrected for the temperature lag between the sample and the DSC furnace. The Nakamura equation and the non-isothermal crystallization constant obtained by the Master Curve Approach were employed to simulate the curves of relative crystallinity as a function of temperature, for the different cooling r...

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Evaluation and Transport of the Crystallization Heat in an Iterative Self-consistent Multi-scale Simulation of Semi-crystalline Thermoplastics

Hopmann

Alms

Laschet

2021

Lecture Notes in Mechanical Engineering

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Determination of non-isothermal crystallization rate constant for pseudo-experimental calorimetric data

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Determination of non-isothermal crystallization rate constant of a rotational molding grade LLDPE

Determination of non-isothermal crystallization rate constant of a rotational molding grade LLDPE

Cristalização não isotérmica de poliamida 66: Determinação dos parâmetros da Equação de Nakamura via Método da Curva Mestre

Evaluation and Transport of the Crystallization Heat in an Iterative Self-consistent Multi-scale Simulation of Semi-crystalline Thermoplastics

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