translate i (1)
TRANSCRIPT
-
7/25/2019 Translate I (1)
1/19
Pengaruh Jenis organoclays pada polimerisasi solid-state (SSP)
polyethylene terephthalate): Eksperimental dan pemodelan
abstrak
Pada studi saat ini efek dari jenis dari tanah liat yang berbeda, serta dari tanah liat pengubah organik, dari padatan polimerisasi (SSP)
poli (etilena tereftalat) yang akan diuji (PET) . PET / tanah liat nanocomposites mengandung nanomer .!"E, #loisite $"% dan &aponite yang
telah disusun oleh lelehan pencampuran serta struktur mereka dipelajari oleh 'ray pengukuran difraksi. Padatan dkondisikan akan dilakukan
pada ", !" dan *" # selama $, , ! dan * jam di ba+ah penggunaan akum..!"E organotanah liat ditunjukkan fraksi dalam bentuk amorf
diamobilisasi lebih tinggi. hal ini disebabkan dispersi yang lebih baik dan eksfoliasi kulit dari nanolayers tanah liat ke dalam matriks PET,
dibandingkan dengan organoclays lainnya. ntrinsik pengukuran iskositas (-) yang akan diuji sesudah polimerisasi solidstate nanocomposites
mengungkapkan bah+a - adalah +aktu dan bergantung pada temperatur. amun, nanocomposites ditunjukkan - jauh lebih rendah
dibandingkan PET murni. SE0%1 2odel kinetik sederhana telah berhasil dibuktikann untuk memprediksi +aktu eolusi -, serta karboksil
dan gugus hidroksil konten selama SSP.3ari percobaan pengukuran dan simulasi teoritis results terbukti bah+a aspek rasio yang lebih tinggi
dari penambahan nanotanah liat , mengakibatkan terinaktiasi lebih tinggi kadar konsentrasi 4hasil akhir gugus hidroksil , lebih tinggi energi
aktiasi dan reaksi transesterifikasi dan esterifikasi tingkat kinetik konstanta yang lebih rendah. Peningkatan dispersi dari nanolayers tanah liat
dalam matriks polimer selain peningkatan dispersi aspek rasio, mengakibatkan sifat penghalang gas yang lebih baik, mengurangi difusiitas dan
dengan demikian penghapusan produk sampingan polikondensasi, yaitu air dan E5.
$.Pengantar
Polyethylene terephthalate) yang akan diuji (PET) adalah alifatik poliester termoplastik adalah komponen kimia yang sangat baik yang berbentuk
gas, yaitu, ketahanan kimia, lingkungan
tahan, kekuatan tinggi, transparansi, termal
stabilitas, properti penghalang, fleksibilitas yang baik, dll 6arena
sifat ini dan biaya rendah PET sedang digunakan dalam
berbagai macam aplikasi mulai dari serat untuk lembut
minum botol, film, aplikasi kemasan.magnetik
perekam pita substrat dan aplikasi biomedis7$,8. erimbang dengan mekanik, termal dan #9 yang
gas penghalang oksigen PET membuatnya sesuai untuk
produk komoditas yang aplikasi teknik
yang paling penting mungkin berada di sektor makanan
dan minuman kemasan.0ntuk memenuhi kebutuhan yang semakin meningkat
aplikasi ini kinerja tinggi, bahan
sifat penghalang yang jauh lebih tinggi diperlukan agar
digunakan dalam kemasan minuman, bir dan lainnya
cairan beralkohol oksigensensitif serta makanan.
sensitiitas tinggi cairan ini, terutama untuk oksigen,
memberlakukan persyaratan yang lebih tinggi untuk membaik lanjut
sifat penghalang PET.
-
7/25/2019 Translate I (1)
2/19
2etode yang paling sering digunakan dalam rangka meningkatkan oksigen
sifat penghalang film PET dan kontainer adalah
percobaan produk multi layered dengan aluminium foil,
poliamida atau poli (inil alkohol) di lapisan eksternal
atau penambahan pemulung oksigen langsung ke dalam PET
polimer. 3alam sifat penghalang kasus oksigen yang terakhir bisa
ditingkatkan dengan ca. !"*":, dibandingkan dengan tanpa modifikasi
PET komersial 7!,*8. 3i antara berbagai metode yang
digunakan untuk meningkatkan sifat PET, nanocomposites mengandung
tanah liat dan silika telah dijelaskan sebelumnya, dengan
hasil yang menjanjikan 7;,8. Permeabilitas oksigen dari PET / komposit tanah liat
film dapat dikurangi dengan faktor $$,!$;,< dibandingkan
dengan PET murni 7?8. Penurunan serupa permeabilitas oksigen
-
7/25/2019 Translate I (1)
3/19
PET nanocomposites / tanah liat .&apisan tipis ditemukan
oleh @rounchi dan 3ourbash 7A8. Permeabilitas oksigen
film nanokomposit yang mengandung *: berat #loisite
!" dan $: berat Boncryl %3C*!
-
7/25/2019 Translate I (1)
4/19
karena adanya nanopartikel. 0ntuk memerifikasi efek nanoclay pada proses SSP
PET, di masa sekarang nanocomposites studi PET yang mengandung
berbagai jenis organotanah liat yang disusun. Tekanan
diberikan kajian terhadap pengaruh jenis tanah liat dan
terutama dispersi ke dalam PET matriks pada polimerisasi solid state
pada temperatur yang berbeda. 6inetika
Ceaksi polikondensasi diteliti lebih lanjut menggunakan
model teoritis sederhana untuk mensimulasikan baik esterifikasidan reaksi transesterifikasi yang berlangsung selama proses polikondensasi. 2odel ini sudah berhasil
diterapkan oleh kelompok kami dalam pemodelan polikondensasi
kinetika PET 7!,*8 dan beberapa poli (alkilena suksinat)
7;8. Pengaruh jenis tanah liat, polikondensasi
suhu dan +aktu pada kinetika reaksi yang telah dijelaskan sebelumnya.
2enurut pengetahuan kami, tidak ada pekerjaan
diterbitkan dalam literatur sejauh pada pemodelan polikondensasi
reaksi pembentukan nanokomposit PET / tanah liat.
.Prosedur Percobaan
.$.bahan PET dengan iskositas intrinsik ",*; d& / g disiapkan oleh esterifikasi langsung dari asam tereftalat dan etilena glikol
menggunakan Sb9! ("" ppm Sb) sebagai katalis yang
dipasok oleh -olos PET industri (-P, Dunani). #loisite $"%
lempung montmorillonit diberikan oleh #lay Southern
Produk. &iat ini organik diubah dengan kuaterner
dimetil benil ion terhidrogenasilemak amonium di
!;$;" dan $, meF / g kapasitas tukar kation (6T6).
anomer .!"E lempung montmorillonit diberikan oleh
anocor nc.
t is organically modified +ith primary oktadesil ion amonium pada;!"+t:dan memiliki ukuran partikel ?$" lm, aspek rasio ""*""dan
#E#$,*; meF / g. &aponite, yang merupakan hektorit sintetistersusun atas dua lembar silika tetrahedral dan berada di pusat neraca magnesium
oktahedral, diperoleh oleh #lay Southern
Produk, dengan aspek rasio kecil "!", ",*? meF / g
Cumus #E# dan kimia a".;< 72g ;.*&i".*8 Si?9" (91)*.0ntuk mempersiapkan pemodifikasian organo&aponite, air
larutan heksade siltrimetil amonium bromide(#T%diperoleh dari 2erck), setelah jam pengadukan pada ;" #,ditambahkan perlahanlahan ke $ +t: suspensi liat berair
dengan pengadukan kuat. Bumlah surfaktan
ditambahkan setara dengan $,; #E# dari tanah liat. campuran
diaduk selama * jam pada ;" #, disentrifugasi, dicuci dengan
deionisasi air empat kali dan sekali dengan etanol dengan tujuan
untuk menghapus kelebihan surfaktan dan dikeringkan di ba+ah akum pada *; #.
.. Penyusunan nanocomposites
PET nanocomposites mengandung !+t: dari tanah liat yang berbeda dengan nanofillers (&aponite#T%, #loisite $"% dan nanomer
.!"E) tersusun atas lelehan pencampuran dalam 1aakeuchler
Cheo 2iGer (2odel
-
7/25/2019 Translate I (1)
5/19
Peralatan reaksi yang terlibat meliputi ; termos olumetrik
($"" m&), yang terhubung ke saluran akum dan
direndam dalam kalium nitrat / natrium nitrit
Thermosstated bath, yang mempunyai presisi dalam +aktu H ",; #.
termometer ini diperkenalkan dalam labu pertama, yang,
ketika menyentuh bagian ba+ah labu, menunjukkan perbedaan
hanya ",;$," # di ba+ah akum. 3alam masingmasing dari olumetrik
termos g PET dengan fraksi ukuran partikel",*" = ",$< mm diperkenalkan dan akum stabil
di ba+ah ! dan * Pa. Suhu reaksi adalah
dijaga konstan pada ", !" atau *" #. Termos reaksi
ditarik dari mandi setelah $, , ! dan * jam, dan
diiinkan untuk didinginkan sampai suhu kamar. tu
dihasilkan sampel diukur untuk iskositas intrinsik,
berat molekul dan konten karboksil.
.* 2easurement
.*.$. Pengukuran iskositas intrinsic
ntrinsik iskositas 7g8 pengukuran dilakukan
dengan iskometer 0bbelohde pada ; # dalam campuran fenol
dan tetrachloroethane (
-
7/25/2019 Translate I (1)
6/19
dilakukan selama rentang h dari $,;$" , di tahapan ",";
hingga +aktu ; s per langkah, dengan menggunakan sistem dari 'C3 2ini@leG
Cigaku #o dengan radiasi #u 6a
(k K ",$;* nm).
.*.;. 3iferensial pemindaian kalorimetri (3S#)
%nalisis termal dari PET rapi dan PET / nanocomposites tanah liat
dilakukan, dengan menggunakan sistem dari kalorimeter scanning diferensial
(Perkin ElmerPyris erlian 3S#), dikalibrasi dengan
indium dan seng standar. 0ntuk setiap pengukuran sampel
sekitar $" mg ditempatkan dalam panci aluminium, yang
disegel dipanaskan sampai ?" # dengan laju pemindaian
" # / menit. Pada suhu ini sampel didiamkan selama
; menit. Setelah itu, mereka didinginkan dalam instrumen
dengan temperatur
-
7/25/2019 Translate I (1)
7/19
perubahan tingkat polimer kristalisasi diffusional
keterbatasan dengan pertimbangan desorbing olatil olehproduk
(yaitu glikol dan air) 7?!$8. eberapa model telah dikembangkan dalam literatur yang mendeskripsikan laju perubahan
konsentrasi spesies ada selama proses polikondensasi
PET sebagai fungsi +aktu dan jarak dari
interface 7?!$8. 2emiliki dua ariabel independen,
persamaan diferensial parsial harus diatur dan diselesaikan
termasuk sejumlah kinetik, difusi dan kristalisasiparameter 7?!$8. Selanjutnya, hasil dari model
ini digunakan untuk mencocokkan beberapa poin data eksperimen.
9leh karena itu, untuk menjaga pemodelan sesederhana mungkin
dan tidak menggunakan parameter yang lebih dari yang disesuaikan
titik data percobaan (; pada setiap kondisi eksperimental),
dalam penelitian ini pendekatan pemodelan sederhana adalah
mengikuti penelitian yang dilakukan oleh %gar+al dan rekan kerja 7!!*8.
5ambar
Pendekatan pada a+alnya dikembangkan untuk proses polikondensasi solidstate
(SSP) dari PET dan berhasil diterapkan oleh kami
gambar
5rup dalam pemodelan SSP dari PET dengan karbon aktif
nanopartikel hitam 7!8.
!.. Pengembangan model matematis
3alam rangka mengembangkan model matematika berikut
asumsi yang dibuatI
Ceaktiitas Polimerend dan sebagai akibat semua tingkat kinetik
konstanta independen dari panjang rantai polimer.
Penghapusan glikol dan air yang dihasilkan diasumsikan
dengan sangat cepat, karena penerapan akum tinggi (ca
; Pa).
3engan tidak adanya air dan E5 dalam reaksi
campuran, reaksi mundur dalam pers. (!) dan (*) yang
dieliminasi.
Tidak ada reaksi samping untuk pembentukan dietilen glikol
atau asetaldehida atau degradasi diester akhirkelompok
.
6eterbatasan diffusional dengan pertimbangan desorbing olatil
spesies diabaikan.
6emudian, laju perubahan hidroksil dan karboksil kelompok akhir
digambarkan oleh istilah berikut 7!,!*8I
@ormula
di mana 7918 t dan 7#9918 t menunjukkan hidroksil L dandan konsentrasi karboksil akhiryang sebenarnya, masingmasing.
2enurut 2a dan %gar+al 7!,!*8 perlambatan terjadi dengan cepat
di kinetika SSP pada tinggi 7g8 nilainilai dapat direpresentasikan
oleh reaksi transesterifikasi dan esterifikasi reaksi ((!)
dan (*)) hanya ketika akuntansi untuk bagian dari karboksil yang
(7#9918) dan kelompok akhir hidroksil (7918) yang akan diberikan
sementara tidak aktif. 6emudian, konsentrasi sebenarnya
91 dan #991 di pers. (;) dan ()
-
7/25/2019 Translate I (1)
8/19
formula (?)
di mana 7918, 7#9918 dan 7918 i, 7#9918 i menunjukkan
konsentrasi total dan untuk sementara terinaktiasi 91
dan #991 akhir, masingmasing.
6etidakmampuan terlihat jelas dari fraksi 91 dan #991kelompok untuk berpartisipasi dalam reaksi polikondensasi
dapat disebabkan degradasi kimia yang menyebabkan reaktif
ujung rantai (seperti inil akhirkelompok), reaksi lain, atau
hingga ke ujung reaktif tidak mampu mendekati satu sama lain
karena keterbatasan difusional 7!,!*,!;8. seperti terbatas
tingkat mobilitas beberapa rantaiujungnya bisa menjadi hasil
mereka dibatasi oleh segmen rantai yang relatif pendek
menghubungkan mereka dengan kristal bagian, atau hasil dari mereka mengalami
penggabungan di bagian kristal sebagai kecacatan. 3uh 7!
-
7/25/2019 Translate I (1)
9/19
Penurunan dapat dikaitkan baik dengan jenis tanah liat dan
pengubah organik, serta tingkat dispersi nanolayer
dalam matriks polimer. Penurunan serupa dalam 2M
PET dilaporkan oleh 6im et al., 7$
-
7/25/2019 Translate I (1)
10/19
&aponite organotanah liat yang tidak larut dengan PET menunjukkan
dispersi buruk &aponite ke PET matriks.
Sebaliknya, sebuah pengelupasan hampir menyeluruh atau interkalasi
dari nanolayers liat di PET / #loisite $"% dan terutama di
.!"E nanocomposites PET / nanomer dapat menunjukkan
berdasarkan tidak adanya peak di masingmasing
Pola 'C3. Perbedaan serupa di tingkat interkalasi
telah dilaporkan juga dalam PET / nanocomposites tanah liatmenggunakan pengubah organik yang berbeda 7$>8.
2ikrograf TE2 juga ikut dicatat untuk melihat
dispersi tanah liat menjadi PET matriks. Seperti dapat dilihat dari 5ambar. a
tanah liat nanomer .!"E baikbaik saja yang tersebar dan jarak
antara satu nanolayers liat telah meningkat. eberapa
lembaran telah benarbenar terpisah menunjukkan
Pengelupasan yang terjadi dan sebagian lagi yang diselingi.
1al ini sesuai dengan pola 'C3. 3alam kasus ini
dari &aponite#T% nanokomposit jelas dari 5ambar. b
bah+a tanah liat yang miskin tersebar ke dalam matriks PET dan
kebanyakan dari lembaran tanah liat yang menumpuk sama. Badi sepertinya bah+a
penggunaan heksadesiltrimetilamonium bromide untuk
modifikasi organik dari nanoclay 2ei itu tidak tepat
dalam rangka mencapai dispersi yang lebih baik dari &aponite
#T% ke PET matriks.
3ispersi dari tanah liat yang berbeda ke dalam PET matriks dan
nteraksi diinduksi juga dianalisis dengan analisis 3S#.
Semua sampel setelah leleh telah didinginkan untuk
diambil sepenuhnya dalam bentuk amorf. 5ambar . ! menunjukkan 3S#
jejak pemanas untuk PET dan nanocomposites sebelum
SSP. Seperti dapat dilihat PET memiliki suhu transisi gelas
(Tg) dari ?,> #, yang kelihatannya tidak terpengaruh dari
pengenalan organotanah liat. Perpindahan yang sangat kecil untuk
nilainilai yang lebih rendah terdeteksi di nanocompositesI PET /
&aponite#T% Tg K ?$,> #, PET / #loisite $"% Tg K ?$,! #,
PET / nanomer .!"E Tg K ?",A #. 1al ini karena makromolekul
rantai terletak di antarmuka polimeryang sangat tinggi dan nanofillers yang telah mengurangi segmen
mobilitaskarena interaksi bereolusi 7!?*"8.3engan demikian, di
nanocomposites terdapat beberapa area di mana
rantai polimer makromolekul tidak dapat mempertahankan
coil konformasi teratur yang bisa dibuat dengan kaca yang lebih rendah
transisi karena fase diamobilisasi. ni juga
terbukti dari studi kami sebelumnya menggunakan 3S# termodulasi
2etode yang dapat digunakan untuk menganalisis total sinyal di
dua sinyal lebih 7*$,*8. 3itemukan bah+a amobil
fraksi dalam bentuk amorf adalah sampai $*: dalam kasus
PET / nanomer .!"E nanokomposit, $$: di PET / &aponite
#T% dan A: di PET / #loisite $"%. 1asil ini juga
mengadakan persetujuan dengan studi 'C3 dimana ditemukan bah+a
nanomer .!"E ini menyajikan dispersi yang lebih baik kePET matriks sementara PET / #loisite dan PET / &aponite#T%
menunjukkan fraksi amobil lebih rendah. nteraksi berkembang
telah juga mempengaruhi kristalisasi dingin
temperatur, yang muncul di nilai yang lebih rendah untuk semua
nanocomposites. PET murni memiliki kristalisasi yang nanocomposites PET / 22T. 3iamati bah+a berbeda
strategi modifikasi permukaan 22T mengakibatkan discrepant
sifat pengkristalisasinya . @enomena ini disebabkan oleh
! alasan yang berbedaI ($) dispersi morfologi
dari tanah liat dalam matriksJ () efek perisai permukaan kecil
molekul surfaktan organikJ (!) efek nukleasi dari
-
7/25/2019 Translate I (1)
11/19
deriatif logam dilepaskan dari 22T selama in situ
polikondensasi. Sebuah efek kecil nanoclays juga
ditemukan di titik leleh nanocomposites. PET murni
meleleh di **,> # sementara nanocomposites meleleh di
*>, # (PET / #loisite $"%) ke *>,? # (untuk nanocomposites lainnya).
5ambar $
5ambar
5ambar !
*.. kinetika SSP
Peningkatan berat molekul selama SSP tergantung
pada banyak parameter, tetapi suhu yang utama. 1al ini
ditemukan pada temperatur rendah (kurang dari $A"
"" # tergantung pada morfologi kristal),
kinetika padat pasca keadaan kondensasi lambat, dan
laju reaksi dibatasi oleh laju difusi rantai
akan berakhir terhadap satu sama lain 7$8. Pada suhu di atas
""$" Centang #, reaksi cepat, dan, laju yang membatasi&angkah adalah difusi E5 dari partikel PET. Selanjutnya,
dilaporkan bah+a tingkat pasca
kondensasi partikel lebih $ mm diameter mungkin akan
diatur oleh laju difusi E5.6arena alasan inilah
dalam penelitian kami diunakan partikel dengan diameter ",;",> mm
dan SSP berlangsung pada suhu ", !"
dan *" #. 3engan kondisi tersebut, grup akhir polimer
yang dimobilisasi secukupnya untuk reaksi
0ntuk semua sampel mengamati nilainilai - yang diukur.
Seperti dapat dilihat pada 5ambar. * peningkatan - bergantung pada
Maktu SSP dan pada suhu yang diterapkan. 0ntuk Sampel PET murni, iskositas intrinsik meningkat dari
",!; d& / g ",
-
7/25/2019 Translate I (1)
12/19
perilaku serupa harus telah diamati. Selanjutnya,
dari 3S# ditemukan bah+a diamobilisasi dalam bentuk amorf
fase lebih tinggi pada &aponite dibandingkan dengan #loisite $"%
dan dengan demikian peningkatan - lebih rendah yang diharapkan pada PET /
&aponite#T% dan tidak dalam PET / #loisite $"% nanocomposites.
Perbedaan mereka dapat dijelaskan dengan mempertimbangkan aspek rasionya.
5ambar $
5ambar
5ambar !
5ambar *
5ambar ;
5mbar
-
7/25/2019 Translate I (1)
13/19
Seperti yang telah disebutkan di bagian eksperimental
&aponite memiliki aspek rasio yang jauh lebih rendah dari "!" dibandingkan
dengan yang #loisite $"% yang >;$;". 1al ini berarti bah+a
efek shielding terhadap SSP produk difusi jauh
lebih tinggi dari #loisite $"%. rasio Pengaruh aspek nanolayer dari tanah liat
ini juga sesuai dengan sifat PET / nanomer
anocomposites .!"E, karena .!"E organodari tanah liat memilikilapisan dengan aspek rasio yang lebih tinggi, dari ca. ""*"". %khirnya,
rasio nanolayers aspek yang lebih tinggi disertai
dengan dispersi tinggi dan homogen dapat memaksimalkan
menghambat difusi E5 dan air di seluruh
polimer massal.
Selanjutnya, peningkatan rendah dari - PET pada
kasus nanocomposites bisa juga disebabkan
pada fakta bah+a trombosit organoclay membatasi mobilitas
kelompok reaktif, seperti yang ditemukan dari diamobilisasi
fase oleh 3S#, sehingga mengurangi laju reaksi SSP.
6arena gerakan makromolekul dibatasi, saat
tahapan pencairan, akan sangat sulit bagi kelompok akhir
untuk berada atau berhubungan dekat dan bereaksi untuk meningkatkan
berat molekul. amun, peningkatan kristalinitas selama
SSP untuk semua sampel akan dibahas secara rinci dalam sebuah bagian berikut.
erat molekul semua sampel dihitung dari
Persamaan erko+it menggunakan iskositas intrinsik yang diukur.Seperti dapat dilihat pada 5ambar. ; angka ini sama dengan yangdicatat
untuk peningkatan -. PET murni berada pada setiap suhu dan kali kenaikan tertinggi sementara bobot kenaikan molekul di tingkat yang lebih
rendah untuk semua nanocomposites.
Perbandingan nanocomposites yang berbeda dapat dilihat
PET / nanomer .!"E berada lagi kenaikan terendah di
semua temperatur. 6husus untuk " dan !" # 2n
peningkatan sangat kecil dan hanya pada *" # peningkatan yang lebih tinggi. 1al ini karena rantai makromolekul
mobilitas lebih tinggi pada suhu ini dan dengan demikian difusi
dihilangkan sampingan jauh lebih mudah.0ntuk memperjelas efek tanah liat pada reaksi
terjadi selama SSP, analisis gugus dilakukan
pada sampel yang telah dipersiapkan. karboksil yang diukurkelompok sampel yang diteliti diilustrasikan pada 5ambar.
-
7/25/2019 Translate I (1)
14/19
sementara nanocomposites dengan nanomer .!"E berada pengurangan
terendah. ilainilai ini sesuai dengan
peningkatan iskositas intrinsik pada
temperatur yang rendah yaitu, karena PET murni berada peningkatan tertinggi
sedangkan PET / nanomer .!"E terkecil. Penurunan serupa
juga diamati pada nanocomposites PET lainnya
meskipun dengan kecenderungan yang berbeda. Pengurangan #991
4hasil akhir harus dikaitkan dengan reaksi esterifikasiyang terjadi antara kelompokkelompok ini dan 91
4hasil akhir makromolekul dari etilena glikol 7*>8.3ari reaksi ini air dihilangkan sebagai produk.
5ambar
5ambar
6ecuali pada reaksi esterifikasi, reaksi transesterifikasi
juga mengambil bagian dan etilena glikol terbentuk (Persamaan.
(!)). 6arena reaksi ini gugus hidroksil yang
berkurang selama SSP. 5ugus hidroksil dihitung untuk
PET murni dan nanocomposites dengan tanah liat yang berbeda
dipresentasikan pada 5ambar. >. 3ari diagram ini, a+al
pengurangan gugus hidroksil di+ujudkan dari semua sampel
selama pertama $ jam SSP, sementara setelah pengurangan ini
diratakanoff. Perbandingan perubahan gugus hidroksil
antara sampel PET murni dan mengandung
nanoclays, dapat dilihat bah+a pengurangan lebih tinggi dari PET murni.terutama pada temperatur SSP rendah seperti !" #
dan terutama pada " #. Perbedaan dalam pengurangan 91
kurang terdeteksi pada *" #, dan tampaknya bah+a pada suhu ini
sejauh mana reaksi reaksi transesterifikasi sangat
tinggi. 1al ini karena suhu tertentu sangat
dekat dengan titik leleh PET dan makromolekul
gerakan yang sangat tinggi.
Salah satu faktor tambahan, yang dapat berkontribusi negatifuntuk arahan tersebut, langkah demi langkah
selama SSP proses 7*?,*A8. ditemukan oleh 3S#, partikel yng digunakan dari tanah liat
dapat bertindak sebagai inti sehingga penambahan dari tanah liat bisa
meningkatkan kristalinitas nanocomposites selama
SSP dalam lebih tinggi daripada di memperpanjang PET murni.
tabel
-
7/25/2019 Translate I (1)
15/19
Pada tahap ini, dalam rangka untuk mengukur semua percobaan
pengukuran, model kinetik teoritis yang disajikan dalam
bagian sebelumnya telah berhasil dibuktikann. 3iferensial Persamaan. (;)
dan () (A) dan nilainilai -, serta konsentrasi
gugus hidroksil dan karboksil 4hasil akhir diperoleh sebagai
fungsi +aktu SSP. Set terbaik dari empat parameter
(yaitu k$, k, 7918 i dan 7#9918 i) diperkirakan sesudah fitting
data eksperimen dipresentasikan dalam 5ambar. ;> untuk setiap
material pada semua temperatur yang berbeda, muncul pada Tabel $.
1asil kura simulasi teoritis disajikan
sebagai garis kontinyu pada angka yang disebutkan di atasSeperti
yang bisa dilihat kura simulasi teoritis mengikuti eksperimental data poin temperatur yang rendah yaitu setiap yang berbeda
baik untuk PET dan nanocomposites PET / dari tanah liat. dari
pemeriksaan nilai yang dilaporkan dalam Tabel $ tampaknyanilainilai transesterifikasi menilai konstan, k$,
murni PET sama, sementara itu sedikit lebih rendah dari
untuk PET / &aponite#T%..
5ambar
amun, diperkirakan
bagi nanocomposites PET baik secara #loisite
$"% atau .!" E pada suhu " dan !" # jauh
menurunkan. Selain itu, bagi PET / .!"E nanokomposit nilainilai
tetapan laju esterifikasi, k juga jauh
lebih rendah dari PET. 6arena model
yang digunakan tidak memperhitungkan efek difusi terkontrol
fenomena pada penghapusan produk sampingan reaksi L,
di. air dan E5, semua ini telah secara implisit telah
-
7/25/2019 Translate I (1)
16/19
dipertimbangkan dalam kinetik konstanta laju k$ dan k. 6arena itu,
mengurangi konstanta laju kinetik diperkirakan bagi
PET / .!"E adalah bukti yang jelas kesulitan dalam difusi
dan akhirnya penghapusan molekulmolekul kecil
dan dengan demikian konsentrasi mereka meningkat di dekat reaksi
lokus .Penurunan nilai kedua konstanta laju kinetik
dari &aponite#T% untuk #loisite $"% lalu ke
.!"E di setiap suhu berikut secara langsung meningkatpada rasio aspek nanofillers . Sebagai tambahan,
k$ dan k mengalami penurunan diperkirakan bagi nanocomposites
dibandingkan dengan PET merupakan konsekuensi langsung dari membatasi
mobilitas reaktif4hasil akhir (misalnya gugus hidroksil dan karboksil)
untuk datang ke dekat dan bereaksi. Pada suhu tinggi
(yaitu *" #) dua oligomer reaktif pada
Ceaksi reaksi transesterifikasi memiliki cukup energi untuk bergerak
mudah dan dengan demikian difusi dikendalikan fenomena lebih
mudah diatasi. 3engan kata lain, semua terperangkap molekul kecil
memiliki energi sekarang lebih tinggi dan dengan demikian mereka bisa lebih
mudah menyebar. 3engan demikian, nilainilai k$ sama untuk kedua
PET dan nanocomposites.
Selain itu, dari Tabel $ ditemukan bah+a yang sesuai
harga untuk 4hasil akhir adalah karboaksil yang tidak aktif , 7#9918 i, adalah nol,
yang berarti bah+a semua kelompok #991 dapat diakses untuk bereaksi. hal ini
merupakan sesuai dengan temuan sebelumnya dari kelompok kami di
PET SSP 7!8. 6onsentrasi gugus hidroksil aktif
4hasil akhir 7918 i, untuk semua nanocomposites adalah meningkat dibandingkan
untuk PET murni.Selain itu, nilai yang juga mengikuti aspek
rasio nanofiller model, .!"E memiliki
aspek rasio yang lebih tinggi untuk menyajikan juga lebih tinggi 7918 i nilai konstanta laju reaksi.
5ambar $
5ambar
Table $
Sekali lagi hasil ini memerifikasi penjelasan sebelumnya di
pengaruh jenis nanofiller pada kinetika SSP.
Sebagai rasio aspek nanotanah liat dan
peningkatan dispersi adalah, resistensi difusi, yang dicatatterutama oleh konsentrasi gugus akhir terlihat jelas yang tidak aktif
menurut model ini, meningkat. Sebagai hasil dari penurunan
olehproduk difusiitas, olehproduk konsentrasi dalam
pelet meningkat. 1al ini, pada gilirannya, meningkatkan penurunan
laju reaksi dan menurunkan tingkat SSP bersih.
penurunan tingkat difusi dan meningkatkan reaksi mundur
tarif dicatat oleh ki menurun dan meningkat
7918 i nilainilai (5br. ?).%khirnya, upaya yang dilakukan untuk mengkorelasikan kinetik
konstanta laju terhadap temperatur. Seperti yang diharapkan
nilai semua konstanta laju meningkat seiring temperatur SSP.
-
7/25/2019 Translate I (1)
17/19
6arena suhu meningkat mobilitas dan aktiitas
ujung rantai juga meningkat yang menyebabkan peningkatan konstanta laju reaksi. Selanjutnya adalah, hal itu
mengamati bah+a gugus hidroksil yang tidak aktif kadar konsentrasi yang sebenarnya
7918 i tidak berubah secara signifikan dari terhadap temperatur.
Selain itu adalah, 5ambar. A menunjukkan %rrhenius plot kinetik
konstanta laju k$ dan k dari kedua PET murni dan PET / dari tanah liat
nanocomposites SSP dengan nilainilai yang diambil dari Tabel $.Pada kebanyakan kasus garis lurus yang diperoleh adanya korelasi
koefisien lebih besar dari ",A;. 3ari kemiringangaris lurus energi aktiasi untuk proses transesterifikasi,
E$, dan esterifikasi, E, reaksi dapat ditentukan
(Tabel ). 3alam kasus PET murni, E$ diperkirakan sama dengan
>< kB / mol (yaitu $?, kkal / mol) hampir sama dengan
nilai dari literatur $?,; kkal / mol yang dikemukakan oleh 6ang 7;"8,
sementara sedikit lebih tinggi dari diperkirakan oleh 4hasil akhir kami
dalam publikasi sebelumnya, misalnya $
-
7/25/2019 Translate I (1)
18/19
Penelitian oleh 0ni EropaEropa Cegional
3ana Pembangunan dan Dunani 6ementerian Pendidikan /
5ETEydeET%6 melalui program ESP% "">"$! / Epan
/ %ction LL SDEC5%S% LL (proyek "A SD*?!$).
Pengaruh Jenis organoclays pada polimerisasi solid-state (SSP)
polyethylene terephthalate): Eksperimental dan pemodelan
abstrak
pada studi saat ini efek dari jenis dari tanah liat yang berbeda, serta dari tanah liat pengubah organik, dari padatan
polimerisasi (SSP) poli (etilena tereftalat) yang akan diuji (PET) . PET / tanah liat
nanocomposites mengandung nanomer .!"E, #loisite $"% dan &aponite yang telah disusun
oleh lelehan pencampuran serta struktur mereka dipelajari oleh 'ray pengukuran difraksi. padatan
dkondisikan akan dilakukan pada ", !" dan *" # selama $, , ! dan * jam di ba+ah penggunaan akum..!"E organotanah liat ditunjukkan
fraksi dalam bentuk amorf diamobilisasi lebih tinggi. hal ini disebabkan
dispersi yang lebih baik dan eksfoliasi kulit dari nanolayers tanah liat ke dalam matriks PET, dibandingkan dengan
organoclays lainnya. ntrinsik pengukuran iskositas (-) yang akan diuji sesudah polimerisasi solidstate
nanocomposites mengungkapkan bah+a - adalah +aktu dan bergantung pada temperatur.
amun, nanocomposites ditunjukkan - jauh lebih rendah dibandingkan PET murni. SE0%1
2odel kinetik sederhana telah berhasil dibuktikann untuk memprediksi +aktu eolusi -, serta
karboksil dan gugus hidroksil konten selama SSP.
3ari percobaan pengukuran dan
simulasi teoritis results terbukti bah+a aspek rasio yang lebih tinggi dari penambahan
nanotanah liat , mengakibatkan terinaktiasi lebih tinggi kadar konsentrasi 4hasil akhir gugus hidroksil , lebih tinggi
energi aktiasi dan reaksi transesterifikasi dan esterifikasi tingkat kinetik konstanta yang lebih rendah.
Peningkatan dispersi dari nanolayers tanah liat dalam matriks polimer selain peningkatan dispersi
aspek rasio, mengakibatkan sifat penghalang gas yang lebih baik, mengurangi difusiitas dan dengan demikian
penghapusan produk sampingan polikondensasi, yaitu air dan E5.
-
7/25/2019 Translate I (1)
19/19
$.Pengantar
Polyethylene terephthalate) yang akan diuji (PET) adalah alifatik
poliester termoplastik adalah komponen kimia yang sangat baik yang berbentuk
gas, yaitu, ketahanan kimia, lingkungan
tahan, kekuatan tinggi, transparansi, termal
stabilitas, properti penghalang, fleksibilitas yang baik, dll 6arenasifat ini dan biaya rendah PET sedang digunakan dalam
berbagai macam aplikasi mulai dari serat untuk lembut
minum botol, film, aplikasi kemasan.magnetik
perekam pita substrat dan aplikasi biomedis
7$,8. erimbang dengan mekanik, termal dan #9 yang
gas penghalang oksigen PET membuatnya sesuai untuk
produk komoditas yang aplikasi teknik
yang paling penting mungkin berada di sektor makanan
dan minuman kemasan.0ntuk memenuhi kebutuhan yang semakin meningkat
aplikasi ini kinerja tinggi, bahan
sifat penghalang yang jauh lebih tinggi diperlukan agar
digunakan dalam kemasan minuman, bir dan lainnya
cairan beralkohol oksigensensitif serta makanan.
sensitiitas tinggi cairan ini, terutama untuk oksigen,
memberlakukan persyaratan yang lebih tinggi untuk membaik lanjut
sifat penghalang PET.