Dsc-Studien zur Zersetzung chemischer Treibmittel auf der Basis von Zitronensäure und Natriumbicarbonat

In dieser Arbeit wird die Zersetzungskinetik von Zitronensäure, Natriumbicarbonat und deren Kombinationen in Masterbatches mit Polyethylen niedriger Dichte im Hinblick auf deren Einsatz beim Spritzgießen mit gleichzeitiger Polymerverschäumung untersucht. Die thermische Zersetzung wurde durch isotherme und nicht-isotherme Kalorimetrie untersucht, um die verschiedenen chemischen Vorgänge zu trennen. Ein mehrstufiges autokatalytisches Modell wurde verwendet, um die kinetischen Parameter zu bestimmen. Die Ergebnisse zeigen, dass für Natriumbicarbonat-Verbindungen die Kinetik durch Gleichungen erster Ordnung modelliert werden kann, während sie für Zitronensäure-Verbindungen zwei Zersetzungsschritte aufgrund von Reaktionszwischenprodukten zeigt. Die für die Einkomponenten-Masterbatches erhaltenen Parameter können verwendet werden, um die Kinetik von Verbindungen, die ein Gemisch aus Natriumbicarbonat und Zitronensäure enthalten, mit denselben mehrstufigen gekoppelten Gleichungen zu modellieren. Experimente und Modellierung zeigen, dass die Reaktion im Masterbatch in gut getrennten Schritten abläuft, die jeder Spezies entsprechen. Insbesondere bei hohen Heizraten, wie sie beim Schmelzen in der Spritzgießmaschine auftreten, erfolgt die Zersetzung der Zitronensäure in einem einzigen Schritt, was die Analyse der Kinetik und die Modellierung des gesamten Schäumungsprozesses vereinfacht.

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