ARTICLE [167]

แบบจำลองอันดับเอ็นสำหรับการทำนายประสิทธิภาพของซิงค์ (II) คลอไรด์ในการสังเคราะห์พอลิ(เอปไซลอน-คาโพร์แลกโทน)

n-Order Reaction Model for Predicting the Efficiency of Zinc(II) Chloride in the Synthesis of Poly(ε-Caprolactone)


บทคัดย่อ / Abstract :

          ในงานวิจัยนี้คณะวิจัยได้ทำการศึกษาถึงประสิทธิภาพของซิงค์(II) คลอไรด์ (ZnCl2) ในการริเริ่มพอลิเมอไรเซชันแบบเปิดวง (ROP) ของเอปไซลอน-คาโพร์แลกโทน (ε-CL) โดยใช้เทคนิคนอน-ไอโซเทอร์มอลดิฟเฟอเรนเชียสแกนนิงคาลอริเมอตรี (DSC) และการทำโมเดลฟิตติ้ง จากผลการทดลองพบว่าซิงค์(II) คลอไรด์ สามารถริเริ่มปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันของ ε-CL ได้และพบกราฟของการคายความร้อนในช่วงอุณหภูมิระหว่าง 160 - 280 oC ที่อัตราการให้ความร้อน 10 oC/min จากการทำโมเดลฟิตติ้งโดยใช้แบบจำลองอันดับเอ็น (f(α) = (1-α)n; n = 0.1-1.0) พบว่าค่าของมอนอเมอร์คอนเวอร์ชัน (α) ที่ได้จากสมการอัตราอันดับที่ 0.5 (dα/dt = Aexp(-Ea/RT)(1-α)0.5) ได้ผลใกล้เคียงกับการทดลองมากที่สุดและสามารถทำนายการเกิดพอลิเมอไรเซชันของ ε-CL ที่อัตราการให้ความร้อน 5, 15 และ 20 oC/min ได้ จากข้อมูลที่ได้จากการจำลองพบว่าปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นและสิ้นสุดได้เร็วขึ้นเมื่อใช้อัตราการให้ความร้อนสูง และอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้นตามอัตราการให้ความร้อน นอกจากนี้ค่าพลังงานก่อกัมมันต์ (Ea) และค่าคงที่ความถี่ของการชน (A) สามารถหาได้จากวิธีไอโซคอนเวอร์ชันนอลของคิสซิงเกอร์-อากาฮิระ-ซูโนส (KAS) และมีค่าเฉลี่ยของ Ea และ A เท่ากับ 73.7 kJ/mol และ 4.7×107 s-1 ตามลำดับ
-----
          This research investigated the initiating efficiency of zinc(II) chloride (ZnCl2) in the ring-opening polymerization (ROP) of ε-caprolactone (ε-CL) using non-isothermal differential scanning calorimetry (DSC) and model fitting techniques. The results showed that ZnCl2 could initiate the polymerization of ε-CL with the polymerization exotherm around 160 - 280 oC at a heating rate of 10 oC/min. From n-order reaction model fitting (f(α) = (1-α)n; n = 0.1-1.0), it was found that the monomer conversion (α) obtained from 0.5 order rate equation (dα/dt = Aexp(-Ea/RT)(1-α)0.5) was in agreement with the experimental results. Furthermore, it could be used to predict the polymerization of ε-CL at the heating rates of 5, 15 and 20 oC/min. The results demonstrated that the polymerization occurred and completed faster at high heating rate and the polymerization rate increased with increasing heating rate. Moreover, the activation energy (Ea) and frequency factor (A) were determined from Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) isoconversional method. The average values of Ea and A were 73.6 kJ/mol and 4.7×107 s-1, respectively.

คำสำคัญ / Keywords:       พอลิเมอไรเซชันแบบเปิดวง ดีเอสซี เอปไซลอน-คาโพร์แลกโทน ซิงค์(II) คลอไรด์ โมเดลฟิตติ้ง จลนพลศาสตร์, Ring-opening polymerization, DSC, ε-Caprolactone, Zinc(II) chloride, Model fitting, Kinetics

เจ้าของบทความ / Author :       Wanich Limwanich*, Puttinan Meepowpan, Nawee Kungwan and Winita Punyodom

ปรากฏอยู่ในเล่มวารสาร JITR ปี 2560 ฉบับที่ 1 กรกฎาคม - ธันวาคม หน้าที่ 27-38


Full paper (p.27-38) [Loaded: 295]
« Back