Raffreddamento del Master PA12: cristallizzazione dei termop

Il raffreddamento è fondamentale.

Nel momento in cui il PA12 (poliammide 12) passa dallo stato fuso a quello solido, si forma la sua struttura interna: cristallo dopo cristallo e strato dopo strato. Small Le variazioni nella velocità di raffreddamento possono determinare differenze significative in termini di cristallinità, ritiro, resistenza e stabilità dimensionale.

Con NETZSCH Termica Neo, è possibile osservare questa transizione mentre avviene: un fronte di CristallizzazioneLa cristallizzazione è il processo fisico di indurimento durante la formazione e la crescita dei cristalli. Durante questo processo viene rilasciato il calore di cristallizzazione.cristallizzazione in movimento, il rilascio di calore e il campo termico in evoluzione all’interno del materiale.

Le curve di temperatura simulate del PA12 all’interno di un cilindro rivelano ondate di cristallizzazione esotermiche durante il raffreddamento nel corso del tempo. — Figura: Le temperature simulate del PA12 mostrano l'onda di CristallizzazioneLa cristallizzazione è il processo fisico di indurimento durante la formazione e la crescita dei cristalli. Durante questo processo viene rilasciato il calore di cristallizzazione.cristallizzazione esotermica durante il raffreddamento.

Perché la CristallizzazioneLa cristallizzazione è il processo fisico di indurimento durante la formazione e la crescita dei cristalli. Durante questo processo viene rilasciato il calore di cristallizzazione.cristallizzazione richiede una comprensione spaziale

La CristallizzazioneLa cristallizzazione è il processo fisico di indurimento durante la formazione e la crescita dei cristalli. Durante questo processo viene rilasciato il calore di cristallizzazione.cristallizzazione non è un processo uniforme. Man mano che il PA12 si raffredda:

La superficie si solidifica per prima.
Il nucleo rimane caldo più a lungo.
Un'onda di CristallizzazioneLa cristallizzazione è il processo fisico di indurimento durante la formazione e la crescita dei cristalli. Durante questo processo viene rilasciato il calore di cristallizzazione.cristallizzazione esotermica si propaga attraverso lo spessore del materiale.
La morfologia finale dipende dalla velocità con cui ciascuna regione attraversa la finestra di CristallizzazioneLa cristallizzazione è il processo fisico di indurimento durante la formazione e la crescita dei cristalli. Durante questo processo viene rilasciato il calore di cristallizzazione. cristallizzazione.

Le curve DSC mostrano solo il picco di CristallizzazioneLa cristallizzazione è il processo fisico di indurimento durante la formazione e la crescita dei cristalli. Durante questo processo viene rilasciato il calore di cristallizzazione. cristallizzazione del materiale nel suo complesso, non dove o quando si forma la struttura all’interno della parte reale.

Termica Neo colma questa lacuna.

Come Termica Neo simula la CristallizzazioneLa cristallizzazione è il processo fisico di indurimento durante la formazione e la crescita dei cristalli. Durante questo processo viene rilasciato il calore di cristallizzazione. cristallizzazione del PA12

Il software NETZSCH importa i dati relativi alla cinetica di CristallizzazioneLa cristallizzazione è il processo fisico di indurimento durante la formazione e la crescita dei cristalli. Durante questo processo viene rilasciato il calore di cristallizzazione. cristallizzazione da Kinetics Neo e e li applica a geometrie reali e condizioni al contorno termiche.

È possibile definire:

l'ambiente di raffreddamento (aria, stampo, isolato)
la geometria (piastra, cilindro, sfera, corpo di rotazione)
temperatura iniziale del materiale fuso
coefficienti di trasferimento termico ed emissività

Termica Neo calcola:

distribuzione della temperatura durante il raffreddamento
inizio e velocità di CristallizzazioneLa cristallizzazione è il processo fisico di indurimento durante la formazione e la crescita dei cristalli. Durante questo processo viene rilasciato il calore di cristallizzazione. cristallizzazione locale
movimento del fronte di CristallizzazioneLa cristallizzazione è il processo fisico di indurimento durante la formazione e la crescita dei cristalli. Durante questo processo viene rilasciato il calore di cristallizzazione.cristallizzazione
il rilascio di calore derivante dalla CristallizzazioneLa cristallizzazione è il processo fisico di indurimento durante la formazione e la crescita dei cristalli. Durante questo processo viene rilasciato il calore di cristallizzazione.cristallizzazione che influisce sulle regioni circostanti

Il risultato è una visione completa e risolta spazialmente della solidificazione del polimero.

Il caso PA12: cosa rivela la simulazione

Nell’esempio relativo al PA12 riportato nell’opuscolo, Termica Neo simula il raffreddamento di una lunga barra cilindrica dalla Temperature di fusione ed entalpieL'entalpia di fusione di una sostanza, nota anche come calore latente, è una misura dell'apporto di energia, tipicamente calore, necessario per convertire una sostanza dallo stato solido a quello liquido. Il punto di fusione di una sostanza è la temperatura alla quale essa cambia stato da solido (cristallino) a liquido (fusione isotropa). temperatura di fusione fino a 50 °C. I risultati mostrano che:

Si forma una fascia di CristallizzazioneLa cristallizzazione è il processo fisico di indurimento durante la formazione e la crescita dei cristalli. Durante questo processo viene rilasciato il calore di cristallizzazione.cristallizzazione tra circa 150 e 170 °C.
Questa fascia si sposta verso l’interno, creando un fronte di reazione visibile.
Un raffreddamento più rapido sposta la CristallizzazioneLa cristallizzazione è il processo fisico di indurimento durante la formazione e la crescita dei cristalli. Durante questo processo viene rilasciato il calore di cristallizzazione.cristallizzazione a temperature più basse.
Un raffreddamento più lento produce una morfologia più uniforme, ma tempi di ciclo più lunghi.

Quella che si osserva è una trasformazione dinamica: i gradienti termici determinano i gradienti strutturali.

Per saperne di più, consultate la brochure:

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Perché questo è importante per il processo e il prodotto

Il raffreddamento è spesso la fase meno controllata della lavorazione dei polimeri, eppure determina:

deformazione e ritiro
l'uniformità meccanica
precisione dimensionale
il tempo di ciclo
la qualità superficiale

Termica Neo consente di sperimentare virtualmente velocità di raffreddamento, materiali degli utensili e programmi di temperatura fino a ottenere una struttura interna del pezzo esattamente come desiderata. Nessuna approssimazione, nessuna sorpresa. Solo una solidificazione prevedibile.

Vantaggi di Termica Neo

Importa la cinetica di CristallizzazioneLa cristallizzazione è il processo fisico di indurimento durante la formazione e la crescita dei cristalli. Durante questo processo viene rilasciato il calore di cristallizzazione.cristallizzazione da Kinetics Neo
simulazione realistica dell'accoppiamento tra raffreddamento e CristallizzazioneLa cristallizzazione è il processo fisico di indurimento durante la formazione e la crescita dei cristalli. Durante questo processo viene rilasciato il calore di cristallizzazione. cristallizzazione
Visualizzazione 2D/3D della temperatura, della velocità di CristallizzazioneLa cristallizzazione è il processo fisico di indurimento durante la formazione e la crescita dei cristalli. Durante questo processo viene rilasciato il calore di cristallizzazione. cristallizzazione e del grado di conversione
Ottimizzazione delle strategie di raffreddamento e controllo della morfologia
Cicli di sviluppo più brevi | Meno prove | Maggiore uniformità

Informazioni su questa serie di post

Questo articolo fa parte della serie “ NETZSCH ”: “La nuova dimensione dell’analisi termica con Termica Neo: software per la simulazione termica delle reazioni chimiche su scala industriale”.

Articoli già pubblicati: (vedi link qui sotto)

Dal modello cinetico all’applicazione nel mondo reale — trasformare i dati unidimensionali in informazioni tridimensionali.
Scale-up e sicurezza — prevedere le reazioni fuori controllo prima che si verifichino.
Polimerizzazione dei polimeri — Come Termica Neo rende visibile la Polimerizzazione (reazioni di reticolazione)Tradotto letteralmente, il termine "crosslinking" significa "reticolo incrociato". Nel contesto chimico, viene utilizzato per le reazioni in cui le molecole vengono collegate tra loro introducendo legami covalenti e formando reti tridimensionali. polimerizzazione
Cristallizzazione dei termoplastici– Comprendere il PA12 durante il raffreddamento

Restate sintonizzati per il nostro ultimo articolo di questa serie: parleremo della SinterizzazioneLa sinterizzazione è un processo di produzione per la formazione di un corpo meccanicamente resistente a partire da una polvere ceramica o metallica. sinterizzazione delle ceramiche – dal grezzo al gradiente di densità con NETZSCH Termica NEO.

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