hrvatski

Kinetika termičke razgradnje PHB-a

KINETIKA TERMIČKE RAZGRADNJE PHB-a KINETICS OF THE THERMAL DEGRADATION OF PHB Matko Erceg, Tonka Kovačić i Ivka Klarić Kemijsko-tehnološki fakultet, Zavod za organsku kemijsku tehnologiju Teslina 10/V, 21 000 Split, Hrvatska Kinetička obrada rezultata neizotermne termogravimetrijske razgradnje poli(3-hidroksibutirata) (PHB) obavljena je model-free izokonverzijskom metodom [1]. Određena je aktivacijska energija, E i ovisnost E o stupnju konverzije, alpha. Na osnovi tako dobivene vrijednosti E, primjenom izraza Vyazovkina i Lesnikovicha [2], predviđeni su kinetički parametri izotermne termogravimetrijske razgradnje PHB-a. Dobiveni se podatci vrlo dobro slažu s eksperimentalnim rezultatima, što znači da je model-free izokonverzijska metoda pouzdan način određivanja E. Budući se E ne mijenja značajno s promjenom alpha, može se zaključiti da u istraživanom području konverzija prevladava samo jedan mehanizam termičke razgradnje PHB-a. Model-free izokonverzijska metoda ne zahtijeva poznavanje kinetičkog modela g(alpha), a ne daje ni informaciju o predeksponencijalnom faktoru, A. Metodom Criada i sur. [3], moguće je kada je poznata vrijednost E, na jednostavan i pouzdan način utvrditi kinetički model procesa termičke razgradnje. U radu su testirani kinetički modeli koji odgovaraju najčešćim mehanizmima reakcija u krutom stanju [4]. Utvrđeno je da Avrami-Erofeev kinetički model (n=2) najbolje opisuje eksperimentalne rezultate neizotermne termogravimetrijske razgradnje PHB-a. Primjenom Coats-Redfern metode [5] na utvrđeni kinetički model određene su vrijednosti E i A, koje zajedno s odgovarajućim g(alpha) čine tzv. kinetički triplet. Kinetički triplet se koristi za predviđanje izotermne kinetike [6]. Slaganje s eksperimentalnim rezultatima je vrlo dobro, što potvrđuje ispravnost ovakvog načina određivanja kinetičkog modela. Neizotermna termogravimetrijska razgradnja PHB-a provedena je u području od 50&middot ; ; &middot ; ; &middot ; ; 650&ordm ; ; C, pri četiri različite brzine razgradnje (2, 5 ; 5 ; 10 ; 20&ordm ; ; C/min) u struji dušika (30 mL/min). Izotermna termogravietrijska razgradnja provedena je pri temperaturama 200, 210, 220 i 230&ordm ; ; C, s vremenom zadržavanja 120 minuta u struji dušika (30 mL/min). [1] S. Vyazovkin, N. Sbirrrazzuoli, Anal. Chem. Acta, 355 (1997) 175-180. [2] S. Vyazovkin, A.I. Lesnikovich, Russ. J. Phys. Chem. 62 (1988) 1535-1540. [3] J.M. Criado, J. Malek i A. Ortega, Thermochim. Acta 147 (1989) 377-385. [4] P. Budrugeac, E. Segal, Internation. J. Chem. Kin. 33(10) (2001) 564-573. [5] A.W. Coats, J.P. Redfern, Nature 201 (1964) 68-69. [6] S. Vyazovkin, C.A. Wight, Thermochim. Acta 340-341 (1999) 53-68.

poly(3-hidroksibutirat); termogravimetrija; kinetički triplet; model-free izokonverzijska metoda; Criadova metoda; Coats-Redfern metoda

nije evidentirano