AKTS_CLケミルミ　テクニカル・ノート

AKTS_CLテクニカル・ノートは東北電子産業のCLAシリーズの測定データからOIT酸化誘導時間や寿命推定の応用解析をテーマとしています。
HOME | 技術資料 | テクニカルノート | AKTS_CLケミルミ
テクニカル・ノート などの PDFファイルは
AKTS-00などの
ロゴをクリックしてダウンロードします。

AKTS+ケミルミネッセンス_CLデータのテクニカル・ノートを掲載しています。

CLケミルミネッセンス・昇温測定データを使ってAKTSソフトウエアによる反応速度論解析の応用例を紹介します。
３つの昇温測定データがあれば、測定サンプルに酸化誘導時間（OIT）を持つ場合、さまざまな等温条件のOITを予測することができます。また測定サンプルがOITと持つか否かの判断が可能です。また等温条件によるOIT実測条件データからもさまざまな等温条件でのOIT（Oxidation Induction Time)の予測が可能です。
とくにテクニカル・ノートNo.CL_5はPA6(ポリアミド6）のOITの予測では150℃を境界として活性化エネルギーが75kJ/molから120kJ/molのシフトすることが読み取れます。OITを予測する場合、活性化エネルギーはどの温度でも同一であると前提して低い温度領域のOITを予測してはならないという１つの事例です。
このようにわずか3個の昇温測定データから広い温度範囲でOITが予測できることは非常に効率的です。　　　2024_03_26

TN-No.　　　テクニカル・ノート　タイトル　　　　　　PDFファイル名

CL_08　ポリアミド6の加速試験データによる反応モデル式の探索

CL_05の昇温測定データから等温測定データを予測し、この等温データを1/150に間引いて疑似的な加速試験データに変換しました。

この間引きデータ（加速試験データ）をTKsdソフトウエアを使用して酸化誘導反応の反応モデル式を探索しました。
得られた反応モデル式はA式＋B式の２段階になりました。それぞれの反応モデル式AとBはなにを示しているのでしょうか？
CL08_2024_03_26.pdf

CL_07  ポリプロピレンの酸化誘導時間（OIT）の反応モデル式の決定

CL_07の加速試験データから劣化反応モデル式を探索するAKTS_TKsdソフトウエアのリーフレットを参照してください。

CL_06のFig_20のlog-log_PlotのOIT予測マッピング表示（PP粉末）を見ると、log-log-Plotの直線はべき関数になっていると推定されます。
どのようなべき関数が得られるかをTKsdを使って、140,150,160℃の等温測定データをそのまま間引きして、疑似・加速試験データに変換しました。この間引きデータから酸化誘導反応の反応モデルを推定しました。
CL07_2024_03_26.pdf
AKTS_TKsd_リーフレットはこちらから

CL_06R　ポリプロピレン粉末のOIT実測データによる130℃以下のOIT予測

この140,150,160℃のOIT実測値はCL_1R,3R,4RのOIT予測の検証データになっています。

PP粉末の等温条件140,150,160℃のOIT実測データを解析して50～200℃以のOIT値を予測しました。90℃までほぼ正しいOIT値が予測できましたが、90℃未満の予測OIT値は実測値に比較して短時間になっています。
1さらに130,120℃の等温条件のOIT実測データがあればより低温領域の予測精度が良くなると思われます。

CL06Rのテクニカル・ﾉｰﾄはこちらから

CL_05　PA6（粉末・酸化防止剤無添加)のケミルミ・データによるOITの予測

PA6は150℃付近で活性化エネルギーが80kJ/molから120kJ/molに変わります。
140℃以下のOIT値を予測するには注意が必要です。

PA6 ポリアミド6は融点(225℃)を越えると酸化誘導期(OIT)が容易に検出されます。PA6の昇温測定データからPA6の使用温度条件のOITが予測ができるとことが望まれています。このノートではPA6の結晶質と非晶質とわずかに一部が融解した状態云える190℃以下(融点より35℃低い温度)までの昇温測定データを使って、OIT値の予測解析しました。0.2,0.4,0.8K/minの昇温測定データから90℃～230℃の範囲で酸化誘導時間のOITが予測できることがわかりました。ノートNo.CL_08も併せてご参照ください。
CL05_2024のテクニカル・ノートのダウンロードはこちらから

　　

CL_04R　PP(フィルム)のケミルミ・データによるOITの予測

CL_4RはPP（フィルム）のCLデータからOITを予測します。CL_03RのPP粉末の解析と同様にピーク積分の補正を行っています。

CL強度曲線をlog-log-plot表示でCLデータのベースランを直線で傾き調整してピーク積分する手法を紹介しています。
DSCデータの場合、DSCベースラインが直線的に傾くことがある場合、
解析操作を容易にするために傾き調整を行いますが、log-log-plotの直線補正は標準スケールで表示すれば曲線になっています。この操作はPPのデータを解析するときだけ必要であり、かつ非常に有効です。ただし傾き調整の傾きの設定をどうするか？明確な指針を示すことができません。
CL04Rのテクニカル・ﾉｰﾄはこちらから

CL_03R　PP粉末(酸化防止剤無添加)のケミルミ・データによるOITの予測

CL_1RのPP粉末測定は昇温速度2.5~20K/minでしたがこれを0.2,0.4,0.8K/minにしました。

空気雰囲気中の昇温測定データは測定開始時点からCL強度が増加します。
このCL強度データをAシグナルとします・
一方、これとは別に酸化誘導時間を持つ酸化反応によりCL強度信号は増大しますが、Aシグナル曲線(直線)に重なりながらCL強度信号が増大します。このCL強度データをBシグナルとします。PPの昇温測定のCLデータを解析する場合、BシグナルからAシグナル成分を差し引いて解析する必要があります。理由は単純でBシグナルのまま解析して等温条件のCL強度データに変換してOIT値を読取ろうとしても、Aシグナル成分のCL強度信号にマスクされてしまうからです。（Bシグナル)ー(Aシグナル)の計算をどのように行うかが重要です。この操作法は本ノートで説明しています。
この操作法の問題点はFig_03に示す直線補正の仕方の操作手順を明確にできないことです。
CL03R_2023のテクニカル・ノートのダウンロードはこちらから

　　

CL_01R　ポリプロピレン粉末のケミルミ・データによるOIT予測　　

昇温条件のCL強度データから酸化誘導時間_OITを推定する。

PP粉末のCLデータからOIT(酸化誘導時間)は不活性雰囲気である等温条件にしておき、空気雰囲気に切り替えて実測することができます。それでは最初から空気雰囲気の昇温測定データからOITを決定する測定・解析法を紹介します。この解析には最低3個の昇温測定CLデータを反応速度論解析して、活性化エネルギーなどのkineticsパラメータを求めることにより、OITを予測することが可能です。利用するCL強度データの温度範囲はPPの融点165℃より高い温度領域、PPの融点近傍の温度領域のCLデータを利用します。簡単に言えば、OITを予測したい温度よりも少し高い温度範囲にあるCL強度データをピーク積分して解析すれば良いと云えます。この場合CL強度データの終点温度をどこまでの温度とするか？が非常に重要です。本ノートだけでは説明
不足であり、昇温速度条件(2.5~10K/min)は不適切なので、続報のNo.CL_05Rの内容も参考にしてください。
本ノートは2023_10_03に旧版のNo.CL_01内容を一新しています。
LinkIconCL01R_2023_テクニカル・ノートのダウンロードはこちらから