Translate I (1)

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.


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


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*!


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


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 (


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


7/19

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 ()


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!


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$


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


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 ",


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


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.


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


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


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.


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 $


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.


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.

Translate I (1)

Documents

Transcript of Translate I (1)